Мультиплексоры и демультиплексоры

Мультиплексором называют коммутатор нескольких входов на один выход, управляемый кодом. Условное обозначение мультиплексора приведено на рис.5. Данный мультиплексор имеет восемь входов данных х₁ - х₈, три управляющих входа V₁ V₂ V₃ и вход разрешения Z. У мультиплексора есть прямой Y₁ и инверсный Y₂ выходы с третьим состоянием.

Рис.5 Рис.6

Если на вход Z подать напряжение "1", выходы отключаются, переходят в третье состояние. Когда на вход Z подано напряжение низкого уровня – "0", то данные на выходах Y₁ и Y₂.

Принцип работы такого мультиплексора поясним на упрощенной схеме для четырех входов с одним выходом. Для управления такой схемой потребуется 2 входа. Логику работы такого мультиплексора можно представить таблицей 3.

По результатам табл.3 можно записать алгебраическое выражение булевой функции, устанавливающее связь между входными и выходными переменными мультиплексора

Cхема, соответствующая данной булевой функции, представлена на рис.6. Анализ работы данной схемы показывает, что каждый набор переменных V₁, V₂ обеспечивает подключение к выходу Y соответствующего канала Х_i. Пусть сигнал 1 поступил на вход Х₄ и на оба управляющих входа V₁ и V₂. Тогда только на входах последней (четвертой) схемы И присутствуют три 1 и на выходе мультиплексора также будет сигнал 1. Если в следующий момент времени на входе Х₄ будет 0, то он поступает на первый вход рассмотренной схемы И, а на выходе мультиплексора появится 0.

Таким образом, на выход мультиплексора в зависимости от управляющих сигналов будет передаваться информация с одного из входов, номер которого соответствует кодовой комбинации на управляющих входах.

На практике часто возникает потребность в выполнении обратной операции - демультиплексировании сигналов, когда один вход необходимо последовательно подключать к нескольким выходам. Пусть необходимо с

помощью двух управляющих входов V₁ и V₂ обеспечить переключение одного входа Х на четыре выхода Y₁ - Y₄. Логика работы такого устройства описывается табл. 4:

По результатам табл.4 можно записать алгебраические выражения булевых функций для каждого выхода схемы

Cхема, соответствующая данным булевым функциям, представлена на рис.7. Анализ работы данной схемы показывает, что каждый набор переменных V₁, V₂ обеспечивает подключение входа Х к соответствующему выходу Y_i. Пусть на вход Х и на оба управляющих входа поступил сигнал 1. Тогда только на входах последней (четвертой) схемы И присутствуют три 1 и на выходе Y₄ демультиплексора также будет сигнал 1. Если в следующий момент времени на входе Х будет 0, то он поступает на первый вход рассмотренной схемы И, а на выходе демультиплексора появится 0.

Таким образом, вход демультиплексора в зависимости от управляющих сигналов будет коммутироваться с одним из выходов, номер которого соответствует кодовой комбинации на управляющих входах.

Рассмотренные устройства позволяют реализовать приемные и передающие части систем с временным разделением сигналов.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В ходе лекции рассмотрены принципы построения целой группы комбинационных устройств: преобразователей кодов, мультиплексоров, демультиплексоров. Общим для всех этих устройств является то, что данные устройства содержат только логические элементы, поэтому сигналы на выходах формируются в момент приложения воздействия к входам.