Πολυπλέκτης και αποπολυπλέκτης: Τύποι και οι διαφορές τους

Σε ψηφιακά συστήματα μεγάλης κλίμακας, απαιτείται μία μόνο γραμμή για τη μεταφορά δύο ή περισσότερων ψηφιακών σημάτων - και φυσικά! κάθε φορά, ένα σήμα μπορεί να τοποθετηθεί σε μία γραμμή. Όμως, αυτό που απαιτείται είναι μια συσκευή που θα μας επιτρέψει να επιλέξουμε και, το σήμα που θέλουμε να τοποθετήσουμε σε μια κοινή γραμμή, ένα τέτοιο κύκλωμα αναφέρεται ως πολυπλέκτης. Η λειτουργία ενός πολυπλέκτη είναι να επιλέξει την είσοδο οποιωνδήποτε γραμμών εισόδου «n» και να το τροφοδοτήσει σε μία γραμμή εξόδου. Η λειτουργία ενός αποπολυπλέκτη είναι η αντιστροφή της λειτουργίας του πολυπλέκτη. Οι μορφές συντόμευσης του πολυπλέκτη και αποπολυπλέκτες είναι mux και demux. Ορισμένοι πολυπλέκτες εκτελούν και τα δύο πολυπλεξία και αποπολυπλεξικές λειτουργίες. Η κύρια λειτουργία του πολυπλέκτη είναι ότι συνδυάζει σήματα εισόδου, επιτρέπει συμπίεση δεδομένων και μοιράζεται ένα κανάλι μετάδοσης. Αυτό το άρθρο παρέχει μια επισκόπηση του πολυπλέκτη και του αποπολυπλέκτη.

Τι είναι το Multiplexer και το Demultiplexer;

Στο δίκτυο μετάδοση , τόσο ο πολυπλέκτης όσο και ο αποπολυπλέκτης είναι συνδυαστικά κυκλώματα . Ένας πολυπλέκτης επιλέγει μια είσοδο από πολλές εισόδους και μετά μεταδίδεται με τη μορφή μίας γραμμής. Ένα εναλλακτικό όνομα του πολυπλέκτη είναι MUX ή επιλογέας δεδομένων. Ένας αποπολυπλέκτης χρησιμοποιεί ένα σήμα εισόδου και παράγει πολλά. Έτσι είναι γνωστό ως Demux ή διανομέας δεδομένων.

Πολυπλέκτης και αποπολυπλέκτης

Τι είναι το Multiplexer;

Ο πολυπλέκτης είναι μια συσκευή που έχει πολλαπλές εισόδους και έξοδο μιας γραμμής. Οι γραμμές επιλογής καθορίζουν ποια είσοδος συνδέεται με την έξοδο, και επίσης αυξάνουν την ποσότητα δεδομένων που μπορούν να σταλούν μέσω δικτύου εντός συγκεκριμένου χρόνου. Ονομάζεται επίσης επιλογέας δεδομένων.

Ο μονοπολικός διακόπτης πολλαπλών θέσεων είναι ένα απλό παράδειγμα μη ηλεκτρονικού κυκλώματος του πολυπλέκτη και χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλές ηλεκτρονικά κυκλώματα . Ο πολυπλέκτης χρησιμοποιείται για την εκτέλεση μεταγωγής υψηλής ταχύτητας και κατασκευάζεται από ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΞΑΡΤΗΜΑΤΑ .

Πολυπλέκτης

Οι πολυπλέκτες μπορούν να χειριστούν αναλογικά και ψηφιακές εφαρμογές . Σε αναλογικές εφαρμογές, οι πολυπλέκτες αποτελούνται από ρελέ και διακόπτες τρανζίστορ, ενώ σε ψηφιακές εφαρμογές, οι πολυπλέκτες κατασκευάζονται από στάνταρ λογικές πύλες . Όταν ο πολυπλέκτης χρησιμοποιείται για ψηφιακές εφαρμογές, ονομάζεται ψηφιακός πολυπλέκτης.

Πολλαπλοί τύποι

Οι πολυπλέκτες ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους:

• Πολυπλέκτης 2-1 (1επιλογή γραμμής)
• Πολυπλέκτης 4-1 (2 επιλεγμένες γραμμές)
• 8-1 πολυπλέκτης (3 επιλεγμένες γραμμές)
• Πολυπλέκτης 16-1 (4 επιλεγμένες γραμμές)

Πολυπλέκτης 4 προς 1

Ο πολυπλέκτης 4X1 περιλαμβάνει bit 4 εισόδου, bit εξόδου 1 και bit ελέγχου 2. Τα τέσσερα bit εισόδου είναι συγκεκριμένα 0, D1, D2 και D3, αντίστοιχα μόνο ένα από τα bit εισόδου μεταδίδεται στην έξοδο. Το o / p «q» εξαρτάται από την τιμή της εισόδου ελέγχου AB. Το bit ελέγχου AB αποφασίζει ποιο από τα bit δεδομένων i / p πρέπει να μεταδίδει την έξοδο. Το παρακάτω σχήμα δείχνει το διάγραμμα κυκλώματος πολυπλέκτη 4Χ1 χρησιμοποιώντας πύλες AND. Για παράδειγμα, όταν τα bits ελέγχου AB = 00, τότε επιτρέπονται οι υψηλότερες πύλες AND ενώ οι υπόλοιπες πύλες AND είναι περιορισμένες. Έτσι, η είσοδος δεδομένων D0 μεταδίδεται στην έξοδο «q»

4Χ1 Mux

Εάν η είσοδος ελέγχου αλλάξει σε 11, τότε όλες οι πύλες περιορίζονται εκτός από την κάτω πύλη AND. Σε αυτήν την περίπτωση, το D3 μεταδίδεται στην έξοδο και q = D0. Εάν η είσοδος ελέγχου αλλάξει σε AB = 11, όλες οι πύλες είναι απενεργοποιημένες εκτός από την κάτω πύλη AND. Σε αυτήν την περίπτωση, το D3 μεταδίδεται στην έξοδο και q = D3. Το καλύτερο παράδειγμα ενός πολυπλέκτη 4Χ1 είναι το IC 74153. Σε αυτό το IC, το o / p είναι το ίδιο με το i / p. Ένα άλλο παράδειγμα ενός πολυπλέκτη 4Χ1 είναι το IC 45352. Σε αυτό το IC, το o / p είναι το κομπλιμέντο του i / p

Πολυπλέκτης 8 προς 1

Ο πολυπλέκτης 8 προς 1 αποτελείται από 8 γραμμές εισόδου, μία γραμμή εξόδου και 3 γραμμές επιλογής.

8-προς-1 Mux

8-1 Κύκλωμα πολυπλέκτη

Για το συνδυασμό μιας εισόδου επιλογής, η γραμμή δεδομένων συνδέεται με τη γραμμή εξόδου. Το κύκλωμα που φαίνεται παρακάτω είναι ένας πολυπλέκτης 8 * 1. Ο πολυπλέκτης 8 προς 1 απαιτεί πύλες 8 ΚΑΙ, μία πύλη OR και 3 γραμμές επιλογής. Ως είσοδος, ο συνδυασμός των εισόδων επιλογής δίνει στην πύλη AND με τις αντίστοιχες γραμμές δεδομένων εισόδου.

Με παρόμοιο τρόπο, όλες οι πύλες AND έχουν σύνδεση. Σε αυτόν τον πολυπλέκτη 8 * 1, για οποιαδήποτε είσοδο γραμμής επιλογής, μία πύλη AND δίνει τιμή 1 και οι υπόλοιπες όλες οι πύλες AND δίνουν 0. Και, τέλος, χρησιμοποιώντας τις πύλες OR, προστίθενται όλες οι πύλες AND και, αυτό θα είναι ίση με την επιλεγμένη τιμή.

Κύκλωμα 8-προς-1 Mux

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του πολυπλέκτη

ο πλεονεκτήματα του πολυπλέκτη συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

• Στο πολυπλέκτη, η χρήση ορισμένων καλωδίων μπορεί να μειωθεί
• Μειώνει το κόστος καθώς και την πολυπλοκότητα του κυκλώματος
• Η εφαρμογή ενός αριθμού κυκλωμάτων συνδυασμού μπορεί να είναι δυνατή με τη χρήση ενός πολυπλέκτη
• Το Mux δεν απαιτεί χάρτες K & απλοποίηση
• Ο πολυπλέκτης μπορεί να κάνει το κύκλωμα μετάδοσης λιγότερο περίπλοκο & οικονομικό
• Η απαγωγή της θερμότητας είναι μικρότερη λόγω του αναλογικού ρεύματος μεταγωγής που κυμαίνεται από 10mA έως 20mA.
• Η δυνατότητα πολυπλέκτη μπορεί να επεκταθεί για εναλλαγή σημάτων ήχου, σημάτων βίντεο κ.λπ.
• Η αξιοπιστία του ψηφιακού συστήματος μπορεί να βελτιωθεί χρησιμοποιώντας ένα MUX καθώς μειώνει τον αριθμό των εξωτερικών ενσύρματων συνδέσεων.
• Το MUX χρησιμοποιείται για την υλοποίηση πολλών συνδυαστικών κυκλωμάτων
• Ο λογικός σχεδιασμός μπορεί να απλοποιηθεί μέσω του MUX

ο μειονεκτήματα του πολυπλέκτη συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

• Απαιτούνται επιπλέον καθυστερήσεις εντός των θυρών εναλλαγής & σημάτων I / O που διαδίδονται σε ολόκληρο τον πολυπλέκτη.
• Οι θύρες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ταυτόχρονα έχουν περιορισμούς
• Η εναλλαγή θυρών μπορεί να αντιμετωπιστεί προσθέτοντας την πολυπλοκότητα του υλικολογισμικού
• Ο έλεγχος του πολυπλέκτη μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας πρόσθετες θύρες εισόδου / εξόδου.

Εφαρμογές πολυπλέκτη

Οι πολυπλέκτες χρησιμοποιούνται σε διάφορες εφαρμογές στις οποίες πρέπει να μεταδοθούν πολλαπλά δεδομένα χρησιμοποιώντας μία μόνο γραμμή.

Σύστημα επικοινωνίας

ΠΡΟΣ ΤΗΝ σύστημα επικοινωνίας έχει και ένα δίκτυο επικοινωνίας και ένα σύστημα μετάδοσης. Χρησιμοποιώντας έναν πολυπλέκτη, το αποτελεσματικότητα του συστήματος επικοινωνίας μπορεί να αυξηθεί επιτρέποντας τη μετάδοση δεδομένων, όπως δεδομένα ήχου και βίντεο από διαφορετικά κανάλια μέσω μονών γραμμών ή καλωδίων.

Μνήμη υπολογιστή

Οι πολυπλέκτες χρησιμοποιούνται στη μνήμη του υπολογιστή για τη διατήρηση τεράστιου όγκου μνήμης στους υπολογιστές, αλλά και για τη μείωση του αριθμού των χαλκού που απαιτούνται για τη σύνδεση της μνήμης με άλλα μέρη του υπολογιστή.

Τηλεφωνικό δίκτυο

Στα τηλεφωνικά δίκτυα, πολλαπλά ηχητικά σήματα ενσωματώνονται σε μία μόνο γραμμή μετάδοσης με τη βοήθεια ενός πολυπλέκτη.

Μετάδοση από το σύστημα υπολογιστή ενός δορυφόρου

Ο πολυπλέκτης χρησιμοποιείται για τη μετάδοση των σημάτων δεδομένων από το σύστημα υπολογιστή ενός διαστημικού σκάφους ή ενός δορυφόρου στο σύστημα εδάφους έως χρησιμοποιώντας δορυφόρο GSM .

Τι είναι το Demultiplexer;

Το De-multiplexer είναι επίσης μια συσκευή με μία είσοδο και πολλές γραμμές εξόδου. Χρησιμοποιείται για την αποστολή σήματος σε μία από τις πολλές συσκευές. Η κύρια διαφορά μεταξύ ενός πολυπλέκτη και ενός απο-πολυπλέκτη είναι ότι ένας πολυπλέκτης παίρνει δύο ή περισσότερα σήματα και τα κωδικοποιεί σε ένα καλώδιο, ενώ ένας απο-πολυπλέκτης αντιστρέφει σε αυτό που κάνει ο πολυπλέκτης.

Αποπολυπλέκτης

Τύποι Demultiplexer

Τα αποπολυπλέγματα ταξινομούνται σε τέσσερις τύπους

• 1-2 demultiplexer (1 επιλεγμένη γραμμή)
• 1-4 demultiplexer (2 επιλεγμένες γραμμές)
• 1-8 demultiplexer (3 επιλεγμένες γραμμές)
• 1-16 demultiplexer (4 επιλεγμένες γραμμές)

1-4 Αποπολυπλέκτης

Ο αποπολυπλέκτης 1 έως 4 περιλαμβάνει bit εισόδου 1, bit εξόδου 4 και bit ελέγχου. Το διάγραμμα κυκλώματος αποπολυπλέκτη 1X4 φαίνεται παρακάτω.

1Χ4 Demux

Το bit i / p θεωρείται ως Data D. Αυτό το bit δεδομένων μεταδίδεται στο bit δεδομένων των γραμμών o / p, το οποίο εξαρτάται από την τιμή AB και το i / p ελέγχου.

Όταν ο έλεγχος i / p AB = 01, επιτρέπεται η άνω δεύτερη πύλη AND ενώ οι υπόλοιπες πύλες AND είναι περιορισμένες. Έτσι, μόνο το bit δεδομένων D μεταδίδεται στην έξοδο και Y1 = Δεδομένα.

Εάν το bit δεδομένων D είναι χαμηλό, η έξοδος Y1 είναι χαμηλή. ΕΑΝ το bit δεδομένων D είναι υψηλό, η έξοδος Y1 είναι υψηλή. Η τιμή της εξόδου Y1 εξαρτάται από την τιμή του bit δεδομένων D, οι υπόλοιπες έξοδοι βρίσκονται σε χαμηλή κατάσταση.

Εάν η είσοδος ελέγχου αλλάξει σε AB = 10, τότε όλες οι πύλες είναι περιορισμένες εκτός από την τρίτη πύλη AND από την κορυφή. Στη συνέχεια, το bit δεδομένων D μεταδίδεται μόνο στην έξοδο Y2 και, Y2 = Δεδομένα. . Το καλύτερο παράδειγμα του demultiplexer 1X4 είναι το IC 74155.

1-8 Αποπολυπλέκτης

Ο αποπολυπλέκτης ονομάζεται επίσης διανομέας δεδομένων καθώς απαιτεί μία είσοδο, 3 επιλεγμένες γραμμές και 8 εξόδους. Το De-multiplexer παίρνει μία μόνο γραμμή δεδομένων εισόδου και μετά το αλλάζει σε οποιαδήποτε από τις γραμμές εξόδου. Το διάγραμμα κυκλώματος αποπολυπλέκτη 1 έως 8 φαίνεται παρακάτω και χρησιμοποιεί πύλες 8 ΚΑΙ για την επίτευξη της λειτουργίας.

1-8 Κύκλωμα Demux

Το bit εισαγωγής θεωρείται ως δεδομένα D και μεταδίδεται στις γραμμές εξόδου. Αυτό εξαρτάται από την τιμή εισόδου ελέγχου του AB. Όταν AB = 01, ενεργοποιείται η επάνω δεύτερη πύλη F1, ενώ οι υπόλοιπες πύλες AND είναι απενεργοποιημένες και το bit δεδομένων μεταδίδεται στην έξοδο δίνοντας F1 = δεδομένα. Εάν το D είναι χαμηλό, το F1 είναι χαμηλό και εάν το D είναι υψηλό, το F1 είναι υψηλό. Έτσι, η τιμή του F1 εξαρτάται από την τιμή του D και οι υπόλοιπες έξοδοι βρίσκονται σε χαμηλή κατάσταση.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του Demultiplexer

ο πλεονεκτήματα του demultiplexe r περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Ένα demultiplexer ή Demux χρησιμοποιείται για να διαιρέσει τα αμοιβαία σήματα πίσω σε ξεχωριστές ροές.
• Η λειτουργία του Demux είναι πολύ αντίθετη από το MUX.
• Η μετάδοση σημάτων ήχου ή βίντεο χρειάζεται συνδυασμό Mux και Demux.
• Το Demux χρησιμοποιείται ως αποκωδικοποιητής στα συστήματα ασφαλείας των τραπεζικών τομέων.
• Η αποτελεσματικότητα του συστήματος επικοινωνίας μπορεί να βελτιωθεί μέσω του συνδυασμού Mux & Demux.

ο μειονεκτήματα του αποπολυπλέκτη συμπεριλάβετε τα ακόλουθα.

• Ενδέχεται να συμβεί απώλεια εύρους ζώνης
• Λόγω του συγχρονισμού των σημάτων, ενδέχεται να υπάρξουν καθυστερήσεις

Εφαρμογές του Demultiplexer

Οι αποπολυπλέκτες χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση μίας πηγής σε πολλούς προορισμούς. Αυτές οι εφαρμογές περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:

Σύστημα επικοινωνίας

Το Mux και το demux και τα δύο χρησιμοποιούνται σε συστήματα επικοινωνίας για τη διεξαγωγή της διαδικασίας μετάδοσης δεδομένων. Ένας De-multiplexer λαμβάνει τα σήματα εξόδου από τον πολυπλέκτη και στο τέλος του δέκτη, τα μετατρέπει στην αρχική μορφή.

Αριθμιτική μονάδα λογικής

Η έξοδος του ALU τροφοδοτείται ως είσοδος στον πολυπλέκτη De και η έξοδος του αποπολυπλέκτη συνδέεται σε πολλαπλούς καταχωρητές. Η έξοδος του ALU μπορεί να αποθηκευτεί σε πολλαπλούς καταχωρητές.

Σειριακός σε παράλληλος μετατροπέας

Αυτός ο μετατροπέας χρησιμοποιείται για την ανακατασκευή παράλληλων δεδομένων. Σε αυτήν την τεχνική, τα σειριακά δεδομένα δίδονται ως είσοδος στο De-multiplexer σε κανονικό διάστημα και ένας μετρητής συνδέεται με τον αποπολυπλέκτη στην είσοδο ελέγχου για να ανιχνεύσει το σήμα δεδομένων στην έξοδο του αποπολυπλέκτη. Όταν αποθηκεύονται όλα τα σήματα δεδομένων, η έξοδος του demux μπορεί να αναγνωστεί παράλληλα.

Διαφορά μεταξύ Multiplexer και Demultiplexer

Η κύρια διαφορά μεταξύ πολυπλέκτη και αποπολυπλέκτη συζητείται παρακάτω.

Βασική διαφορά μεταξύ Multiplexer και Demultiplexer

Οι βασικές διαφορές μεταξύ πολυπλέκτη και αποπολυπλέκτη συζητούνται παρακάτω.

• Τα συνδυαστικά λογικά κυκλώματα όπως ο πολυπλέκτης και ο αποπολυπλέκτης χρησιμοποιούνται σε συστήματα επικοινωνίας, ωστόσο η λειτουργία τους είναι ακριβώς απέναντι από το άλλο, επειδή το ένα λειτουργεί σε πολλαπλές εισόδους, ενώ το άλλο λειτουργεί μόνο με είσοδο.
• Το Multiplexer ή το Mux είναι συσκευή N-to-1 ενώ το demultiplexer είναι συσκευή 1-προς-Ν.
• Ένας πολυπλέκτης χρησιμοποιείται για τη μετατροπή πολλών αναλογικών ή ψηφιακών σημάτων σε ένα μόνο σήμα o / p μέσω διαφορετικών γραμμών ελέγχου. Αυτές οι γραμμές ελέγχου μπορούν να προσδιοριστούν χρησιμοποιώντας αυτόν τον τύπο όπως το 2n = r όπου το «r» είναι ο αριθμός των σημάτων i / p και το «n» είναι ο αριθμός των απαιτούμενων γραμμών ελέγχου.
• Η μέθοδος μετατροπής δεδομένων που χρησιμοποιείται στο MUX είναι παράλληλη με σειριακή και δεν είναι δύσκολο να κατανοηθεί επειδή χρησιμοποιεί διαφορετικές εισόδους. Ωστόσο, το DEMUX λειτουργεί αρκετά αντίστροφα σε MUX σαν σειριακή σε παράλληλη μετατροπή. Έτσι, ο αριθμός των εξόδων μπορεί να επιτευχθεί σε αυτήν την περίπτωση.
• Ένας αποπολυπλέκτης χρησιμοποιείται για τη μετατροπή ενός σήματος i / p σε πολλά. Ο αριθμός των σημάτων ελέγχου μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον ίδιο τύπο MUX.
• Τόσο το Mux όσο και το Demux χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση των δεδομένων μέσω δικτύου σε λιγότερο εύρος ζώνης. Όμως ο πολυπλέκτης χρησιμοποιείται στο άκρο του πομπού, ενώ το Demux χρησιμοποιείται στο άκρο του δέκτη.

Αυτές είναι οι βασικές πληροφορίες για τους πολυπλέκτες και αποπολυπλέκτες. Ελπίζω να έχετε κάποιες θεμελιώδεις έννοιες σχετικά με αυτό το θέμα παρατηρώντας τα λογικά κυκλώματα και τις εφαρμογές τους. Μπορείτε να γράψετε τις απόψεις σας για αυτό το θέμα στην ενότητα σχολίων παρακάτω.

Φωτογραφικές μονάδες

• 8 έως 1 πολυπλέκτης κατά wikipedia
• 8 έως 1 κύκλωμα πολυπλέκτη έως αναγνωρίζει
• 4-1 Πολυπλέκτης από ηλεκτροσόφες
• 1-4 Demultiplexer από csbdu