- Definição e visão geral do multiplexador
- Operação e Análise
- Implementação de função booleana usando MUX
- DEMUX
- Aplicação de MUX-DEMUX
Definição:
Um multiplexador digital é um dispositivo que recebe mais de uma entrada e produz um único dado selecionado. Assim como um somador e um subtrator, um multiplexador também é um dispositivo combinatório.
Também é identificado como um seletor de dados, pois seleciona uma das várias entradas e a envia para a saída com a ajuda de um sinal de controle ou linhas selecionadas. Se um MUX típico tiver 2n linhas de entrada, haverá n linhas de escolha. A combinação de bits das linhas selecionadas determina qual saída será produzida.
2: 1 MUX Definição:
Um MUX 2: 1 significa que o multiplexador tem duas entradas e uma saída. Ele também tem uma linha de seleção como S. Se S = 0, a porta superior AND está LIGADA e I0 aparece no o / p, e se S = 1, a porta AND inferior está LIGADA e I1 aparece no o / p. O MUX atua como uma chave que escolhe uma das duas entradas disponíveis.
4: 1 MUX Definição:
Um MUX 4: 1 significa que o multiplexador tem quatro linhas de entrada e uma linha de saída. Possui duas linhas de seleção como S0 e S1. Existem várias portas AND para produzir a saída. As linhas selecionadas são conectadas às portas AND correspondentes. O resultado das portas AND são conectadas a uma única porta OR.
Se as linhas selecionadas fornecem o código binário como 10, ou seja, S1 = 1 e S0 = 0, então a porta AND conectada com a entrada I2 tem duas de suas entradas iguais ao valor 1 e a última é conectada com I2. As outras três portas AND têm pelo menos uma entrada igual a zero, o que altera correspondentemente sua saída igual a zero. Aqui e agora, o resultado da porta OU é análogo ao valor de I2 e permite que a entrada designada pareça o resultado.
Operação e Análise
Um multiplexador é muito semelhante a um decodificador. As portas AND e NOT trazem a semelhança entre um decodificador e um multiplexador. Enquanto isso, um MUX realmente decodifica as linhas selecionadas e fornece a saída. Um multiplexador também pode ser construído a partir de um decodificador. Se 2n linhas de entrada - cada uma para a porta AND forem adicionadas com um decodificador n para 2n, o circuito funcionará como um multiplexador.
O tamanho do multiplexador depende das linhas de entrada de dados que são 2n e da linha de saída única. O número de linhas de seleção será n para um mux de linha de entrada 2n. Como um decodificador, um mux também pode ter uma linha de entrada de habilitação. As saídas serão desabilitadas se a entrada de habilitação estiver em um estado inativo. Quando o pino de habilitação está em um estado ativo, o MUX funcionará normalmente.
Existem técnicas eficientes para ser responsável pela lógica de seleção de vários bits. Se os circuitos do multiplexador forem combinados com entradas de seleção padrão, a seleção de vários bits pode ser implementada. Para implementar isso, um mux 2: 1 quádruplo é mostrado na imagem abaixo.
Aqui, o circuito tem quatro multiplexadores e são 2: 1 mux. A saída Y0 pode ser selecionada na entrada A0 ou B0. Da mesma forma, a saída de Y1 pode ser selecionada a partir da entrada A1 ou B1 e continua pelo resto do circuito. A seleção de linhas S seleciona uma das linhas para cada um dos multiplexadores. A entrada de habilitação deve estar em um estado ativo para operar os multiplexadores.
Embora o circuito tenha um multiplexador 2: 1 para operação, parecia um circuito que seleciona qualquer um dos dois conjuntos de linha de dados de 4 bits. Agora, quando a ativação é 0 e a linha de seleção também é 0, as quatro entradas an podem aparecer como saída. Além disso, se s = 1, as entradas B aparecem no resultado. Os resultados serão 0 quando o pino de habilitação for definido como 0, independentemente do valor das linhas selecionadas.
Implementação de função booleana usando MUX
As funções booleanas também podem ser implementadas usando multiplexadores. Os termos mínimos de uma função podem ser gerados em um multiplexador com o circuito conectado com as linhas de seleção. As entradas de dados podem selecionar termos mínimos separados. É assim que as implementações da função de variável n são possíveis para um multiplexador de linhas de dados de entrada de 2n e n linhas selecionadas. As linhas de dados de entrada serão usadas para cada termo mínimo.
Uma maneira mais eficiente de implementar a expressão booleana também está disponível. Uma função de n variáveis pode ser implementada com um multiplexador com n-1 linhas. A primeira variável n-1 é utilizada como entrada de seleção. A variável restante da operação é usada para entradas de dados. Se cada entrada de dados denota a variável restante, o mux será a, a ', 1 ou 0.
Podemos tomar o exemplo de uma álgebra booleana.
F (a, b, c) = ∑ (1, 2, 3, 4)
A função de três variáveis pode ser implementada com um MUX 4: 1, conforme mostrado abaixo.
As duas variáveis, aeb, são aplicadas às linhas selecionadas em uma determinada ordem. Oa está conectado à entrada S1 e b está conectado à entrada S0. A tabela verdade da função determina os valores para as linhas de entrada do MUX. Quando ab = 00, a saída F é igual a c como F = 0 quando c = 0 e F = 1 quando c = 1. A entrada de dados 0 requer a entrada para a variável c.
O multiplexador funciona de uma certa maneira. Quando o valor de ab é zero, a entrada de dados 0 aparece na saída. Assim, a saída torna-se igual a c. As linhas de dados 1, 2, 3 também requerem entradas e podem ser determinadas de forma semelhante. As entradas são derivadas da função F e as entradas são ab = 01, 10, 11. Podemos descobrir as entradas para as linhas de dados por esta explicação.
Este exemplo mostra as etapas típicas para implementar funções booleanas que consistem em n variáveis com a ajuda de um multiplexador com n - 1 linha de seleção e 2n-1 linha de dados. A tabela verdade da função booleana é descrita inicialmente. As n-1 variáveis primárias do processo dado são aplicadas à entrada de seleção do MUX. A saída é calculada como a função da última variável para cada combinação das linhas de seleção. O processo possui um conjunto específico de valores. O valor da função pode ser 0 ou 1, ou as variáveis ou o complemento das variáveis.
Agora, vamos dar um exemplo de uma função booleana mais considerável.
F (A, B, C, D) = ∑ (1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15)
Um multiplexador pode implementar esta função booleana com três linhas de seleção e oito linhas de entrada (basicamente um MUX 8: 1). O MUX é mostrado na imagem.
Agora, a primeira variável que é A deve ser conectada à linha de seleção S2 para garantir que as linhas de seleção correspondentes para B e C se tornem S1 e S0. A tabela verdade da função é descrita conforme mencionado anteriormente. Os valores das linhas de entrada para o MUX são calculados a partir dessa tabela verdade. O número da linha de dados é determinado pelas combinações binárias da variável ABC.
Se ABC = 101, então F vem como D. Desse modo, pode ser calculado que a linha de entrada de dados 5 recebe a entrada como D. Lógica 0 e lógica 1 são dois valores fixos. Lógica 0 significa lógica baixa ou equivalente ao aterramento e lógica 1 significa lógica alta ou o sinal de potência de entrada.
Três Portões Estaduais
A construção de um multiplexador é possível usando portas de três estados. Três portas de estado são os circuitos digitais que podem operar em três estados. Dois desses três estados são 0 e 1 convencionalmente, e o terceiro estado é conhecido como estado de alta impedância. No estado de alta impedância, o procedimento lógico funciona como um circuito aberto. Três portas de estado podem realizar todos os tipos de operações lógicas, como NOT ou NOR. O uso mais comum de uma porta de três estados é como uma porta de buffer.
Como dito anteriormente, os multiplexadores podem ser construídos usando buffers de três estados. A imagem abaixo descreve a implementação de um mux 2: 1 com dois buffers de três estados e uma porta NOT. As duas saídas são conectadas para fornecer um único resultado. Quando a linha de seleção é avaliada como zero, o pad superior é ativado e o inferior é desativado. A aparece na saída e quando a entrada selecionada é 1, o inverso acontece e B aparece no resultado.
DEMUX
Um DEMUX ou desmultiplexador é um dispositivo digital que faz o oposto de um multiplexador. Ele usa uma única entrada e fornece várias saídas com a ajuda de linhas selecionadas. Se um DEMUX tiver n linhas selecionadas, o número de produção será 2n. Um diagrama de 4: 1 DEMUX é dado abaixo.
MUX & DEMUX Aplicações:
MUX e DEMUX têm importância na era digital de hoje. Algumas de suas aplicações são -
- Sistema de comunicação: MUX e DEMUX têm as aplicações mais abrangentes no campo dos sistemas de comunicação. O MUX permite a transmissão de tipos distintos de dados como - áudios e vídeos, imagens, gravações de voz, etc. podem ser multiplexados em um único canal de transmissão. Aumenta a eficiência do sistema.
- Sistema Telefônico: As redes telefônicas precisam de MUX e DEMUX. Tecnologias como – Divisão de Frequência Multiplexing (FDM), Multiplexação por Divisão de Tempo (TDM), Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), etc., são possíveis apenas por causa de MUX e DEMUXs.
- MUX e DEMUXs também são usados em portas lógicas para circuitos combinacionais e muitos outros dispositivos digitais.
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