. Цифрлық сигналдардың коммуторлары. Мультиплексорлар. Дешифраторлар-демультиплексорлар.

9.1Мультиплексорлар

n-адрестік кірісі, N=2ⁿинформациялықкірісі,бір шығысы бар және N кіріс желісінен түсетін шығыс желісіне түсетін информацияны басқарылатын коммутация жасайтын функциональдық түйіншікті мультиплексор дейді. Белгілі кіріс желісін коммутациялау екілік адрестік кодына a_n-1,…a₂,a₁,a₀сәйкес іске асырылады.

Егерде адрестің коды n разрядты болса,әр бір N кіріс желісін шығыс желісін қосуды қамтамасыз ететін N=2ⁿадрестік сигналдардың комбинацияларын әске асыруға болады.Мұндай мультиплексорды «N-нен бірге» аталады.

Артық адрестік сигналдардың комбинациялары бар болса, кіріс желісініңкез келген N≤2ⁿ саны бар мультиплексор жасауға болады. Қарапайым жағдайда екі разрядты адрестық кодта(n=2)шығатын желілердің максималь саны N=2ⁿ=4 тең. Мультиплексордың ақиқат кестесі 33,асуретте көрсетілген.

33сурет.4:1 мультиплексорыа) ақиқат кестесі;

б)функциональдық сұлбасы; в)шарты графикалық белгісі.

Ақиқат кестесіне сәйкес жазылған мультиплексордың сипатама теңдеуі мына түрде жазылады:

Мультиплексордың функциональдық сұлбасының құрамына екі инвертор, төрт «ЖӘНЕ»вентилі, және бір «НЕМЕСЕ» вентилі кіретіні алынған теңдеулерден білуге болады. Қазіргі уақытта өндіріс құрамына n=2,3 және 4 адресті кірісі бар мультиплексорлер кіретін МС сериясын шығарады. n=2 тең болғанда қабаталғантөртканалды(2ⁿ=4)мультиплексорлердің информациялық кірістердің сигналдарының саны 2ⁿ+2ⁿ=8.4 каналды қабаталғанстробтайтын К555КП12мультиплксордың шарты графикалық белгісі 34,а суретте келтірілген.

 34сурет.Қосақталған 4-каналды мультиплексор К555КП12 а)және оның негіздегі 8-каналдымультиплексор б).

Стробтау кірістері, k2ⁿ-информациалық кірістері бар,мұндағы k=2, 3, 4… тең , мультиплексорларды (коммутаторларды) істеуге қолдынылады.Сторбтауы бар,қосақталған 4-каналды 8:1 мультиплексордың сұлбасы 34,б суретте келтірілген.

лог. «0» жәнелог. «1» сәйкес тұрақты деңгейді ақпараттық кірістерге берілсе, онда мультиплексордың шығысында кез келген өзіңе ұнаған басқаратын кодтың айнымалысының функциясын алуға болады.Бірақ бұл жағдайда іске асырылатын шығатын функцияның айнымалыларының саны басқаратын кодтың разрядына тең.

Жалпы жағдайда ақпаратық кірістерге тұрақсыз логикалық деңгейлер беруге болады, сонда мультиплексордың шығысында айнымалысы көп логикалық функция іске асырылады. В общем случае на информационные входы можно подавать не постоянные логические уровни, тогда на выходе мультиплексора реализуется логическая функция с большим числом переменных.

9.2Дешифраторлар-демультиплексорлар

Бір кіріске түсетін ақпаратты N шығысқа басқарылатын коммутацияны іске асыратын функциональдық түйіншікті демультиплексор дейміз.Сонымен демультиплексор мультиплексордың іске асыратын операциясына кері операция. Демультиплексордің жалпылама сұлбасы 35 суретте көрсетілген. Жалпы жағдайда шығатын желілердің саны N адрестік кірістердің n санымен анықталады және N=2ⁿ тең. n=2 жағдай үшін демультиплексордің жұмыс істеуі 36,а суреттегі көрсетілген ақиқат кестесіне сәйкес іске асырлады.

 35 Сурет.Демультиплексордің жалпылама сұлбасы

36суретАқиқаткестесі-а)және 4-канальдыдемультиплексордың функциональдық сұлбасы-б)

Ақиқат кестесінен демультиплексордыңсипатама теңдеуін жазамыз:

Бұл теңдеулерге сәйкес демультиплексордың функциональдық сұлбасы36,бсуретте келтірілген.

Оның құрамында екі инвертор және төрт «ЖӘНЕ» элементі бар.Демультиплексора и дешифратора

Ақиқат кестесін және функциональдық сұлбасын салыстыра отырып, олардың функциясының ұқсас екенін жеңіл көруге болады.Егер функция X=1тұрақты болса, онда мультиплексор дешифратордың функциясын орындайды.Дешифратор мен демультиплексордың микросхемалары ИЕ деген бірдей шартты белгісі бар, орындайтын функцияларының ұқсастығын еске ала отырып,оларды «Дешифратор-демультиплексор» деп атаймыз және дешифратормен демультиплексордың екеунің де функциясын орындай алады. Мысал үшін 37,а. суретте көрсетілген К155ИД4 микросхемасын қарастырайық. Бұл 4-каналды қосақталған дешифратор-демультиплексор. Әр бір секциясы бір ақапартық кірісі бар(D және Ē),бір рұқсат ететін кіріс,төрт шығыс және екі жалпы адрестік кіріс (a₁, a₀). 36,б суретте мүмкін қосу әдістері және жұмыс істеу режимі көрсетңлген.

37сурет.К155ИД4Микосұлбасысыа) және оның жұмыс істеу мүмкін режимдері б).

МС тура және иверсті ақпараттық кірсі барлығы оларды қарапайым біріктірумен үшіншіа₂ адресті разряд алуға мүмкіндік береді, ал екі инверсті кіріс, жалпы рұқсат кірісі 3:8немесе демультиплексордің 1:8 ақпараттық кірісі. Жоғарда қарастырылған К155ИД3 дешифратордың микросхемасын 1:16форматты демультиплексор ретінде колдануға болады.Бұл жағдайда дешифрацияға рұқсат ететін кіріс негізгі ақпараттық кірісХ ретінде, ал кірістермен және шығыстар негізгі жүктелген мақсатыны байланысты қолдынылады.