Мультиплексоры. Устройство, переключающее электрические цепи, называется коммутатором

Устройство, переключающее электрические цепи, называется коммутатором. В вычислительной технике применяются в основном коммутаторы двух типов: осуществляющие подключение с нескольких входов на один выход и, наоборот, с одного входа на несколько выходов.

Коммутатор типа «несколько входов – один выход» (рис. 4.5, а)дает возможность подключать канал Y к разным источникам информации (D1, D2, D3).Выбор присоединяемого источника (одного из информационных входов коммутатора) осуществляется сигналом на адресном входе. Информация будет поступать из того канала, на элемент И которого подается разрешение в виде логической 1 с одного из адресных входов A1, A2, A3. Рассмотренный коммутатор выполнен на одной микросхеме, содержащей в корпусе три элемента И, выходы которых соединены с входами элемента ИЛИ.

Аналогичную задачу решает мультиплексор – коммутатор, в котором выбор входа по его номеру (адресу) осуществляется двоичным кодом.

На рис. 4.5, б приведен коммутатор типа «один вход – несколько выходов», позволяющий подключать канал источника цифровой информации D к разным каналам на выходе (Y1, Y2, Y3).Выбор выходного канала осуществляется подачей логической 1 с одного из адресных входов A1, A2, A3,активизирующей соответствующий конъюнктор. Коммутатор выполнен на одной микросхеме, содержащей в одном корпусе несколько элементов И.

Аналогичную задачу решает демультиплексор. В отличие от коммутатора выбор выхода демультиплексора осуществляется кодом, подаваемым на все адресные входы.

а б

Рис. 4.5. Типы коммутаторов:
a – несколько входов – один выход;
б – один вход – несколько выходов

Мультиплексор (рис. 4.6) в вычислительных устройствах используется, например, для записи в регистр кодов, поступающих из разных запоминающих устройств или устройств ввода.
В цифровой телефонии он широко применяется для передачи множества телефонных разговоров по одному каналу связи, в системах автоматического управления – для подачи выходных сигналов от нескольких источников (например, однотипных датчиков) к одному приемному устройству (например, показывающему прибору). Подсоединение к источникам сигналов производится последовательно (в так называемых системах обегающего контроля) или адресно – по выбору оператора.

Показанный на рис. 4.6 мультиплексор позволяет подключать к выходу Y один из четырех информационных входов D0, D1, D2, D3.

Выбор информационного входа осуществляется подачей на два адресных входа А1 и А2 соответствующего кода: 00, 01, 10, 11. Например, при подаче на адресные входы сигнала 10
(т.е. десятичная двойка) на выходе 2дешифратора DC появляется 1, которая по входу 7 поступает на двухвходовый логический элемент И. На другой вход этого элемента поступает информационный сигнал по каналу D2.

Значит, именно этот второй информационный вход будет подключен к выходу Y мультиплексора. С помощью мультиплексора может быть организована передача сигналов по одному и тому же каналу (выходу Y)от нескольких источников информации, но не одновременно.

При подаче на адресные входы А1 и А2 кода 00 информация передается от входа D0,при подаче кода 01 – от входа D1 и т.д. Следовательно, можно сказать, что выход Y представляет собой канал с временным разделением сигналов. Это особенно важно тогда, когда один и тот же физический канал связи используется для передачи большого числа разных сигналов, например при обмене информацией в сети Интернет или при автоматическом управлении технологическими объектами.

После получения информации по такому единственному каналу связи Y ее необходимо разделить между соответствующими приемниками.

Эту задачу решает демультиплексор (рис. 4.7). Выбор соответствующего информационного выхода осуществляется с помощью адресного входа. Как и в схеме мультиплексора, используется дешифратор DC.

Рис. 4.6. Мультиплексор	Рис. 4.7. Демультиплексор

При подаче на адресные входы A1 и А2 сигнала 10 на выходе 2 появляется 1 и входной сигнал Y проходит на информационный выход D2.