Мультиплексор (электроника)

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 17:11, 7 января 2015.

Мультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать несколько входов к одному выходу. Демультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам.

Устройство

Рис. 1.1. Мультиплексор на 2 входа
Файл:MS-4x1.PNG
Рис. 1.2. Мультиплексор на 4 входа

Схематически мультиплексор можно изобразить в виде коммутатора, обеспечивающего подключение одного из нескольких входов (их называют информационными) к одному выходу устройства. Коммутатор обслуживает управляющая схема, в которой имеются адресные входы и, как правило, разрешающие (стробирующие).

Рис. 1.3. Функциональная схема мультиплексора на 2 входа
Рис. 1.4. Функциональная схема мультиплексора на 4 входа

Сигналы на адресных входах определяют, какой конкретно информационный канал подключен к выходу. Если между числом информационных выходов и числом адресных входов действует соотношение , то такой мультиплексор называют полным. Если , то мультиплексор называют неполным.

Разрешающие входы используют для расширения функциональных возможностей мультиплексора. Они используются для наращивания разрядности мультиплексора, синхронизации его работы с работой других узлов. Сигналы на разрешающих входах могут разрешать, а могут и запрещать подключение определенного входа к выходу, то есть могут блокировать действие всего устройства.

Мультиплексоры бывают

  • Нормальнозамкнутые - размыкаются при срабатывании
  • Нормальноразомкнутые - замыкаются при срабатывании
Рис. 1.5.

Можно ли сократить количество проводов? Одновременно по каждому проводнику от любого датчика передаём состояние. Возьмем один провод и будем последовательно подключать все датчики и определять их состояние.

Рис. 1.6.

Используем временное разделение, то есть осуществляем мультиплексирование канала (мультиплексор - устройство, в котором используется временное разделение). Обратное преобразование называется демультиплексированием, а устройство - демультиплексор.

Условно-графическое изображение предоставлено на Рис.1. S - управляющий вход. Если S=0, то Y = x0, если S=1, то Y = x1. x0 и x1 - информационные входы, S - информационный выход.

На рисунке 2 представлен мультиплексор на 4 входа.

  • Y = x0 если S0 = 0, S1 = 0
  • Y = x1 если S0 = 0, S1 = 1
  • Y = x2 если S0 = 1, S1 = 0
  • Y = x3 если S0 = 1, S1 = 1

Описание мультиплексора с помощью булевой функции

Данная БФ описывает работу мультиплексора на 4 входа

Функциональная схема мультиплексора

На рисунке 3 представлена функциональная схема мультиплексора, где E - вход стробирования (вход разрешения работы). Время задержки будет:

  • Максимальное время задержки: tзад = tзадИ + tзадНЕ + tзадИЛИ
  • tзадX0/Y = tзадИ + tзадНЕ + tзадИЛИ
  • tзадX3/Y = tзадИ + tзадИЛИ
Временные диаграммы

При tИЛИ < tзад выход определяется конкретной реализацией. Для избежания ПП в самой схеме можно:

  1. Поставить повторитель и таким образом компенсировать tзадНЕ
  2. Заблокировать выход схемы на время ПП (подавать 0) - использовать стробирующий импульс (необходим вход стробирования).

Мультиплексор стробирования

Мультиплексор служит для логического соединения, а так же для коммутирования сигнала (например, аналогового). Также может использоваться для логического соединения.