Multiplexer e demultiplexer: tipi e loro differenze

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Nei sistemi digitali su larga scala, è necessaria una sola linea per trasportare due o più segnali digitali - e ovviamente! alla volta, un segnale può essere posizionato su una linea. Ma ciò che è richiesto è un dispositivo che ci permetta di selezionare e, il segnale che desideriamo posizionare su una linea comune, un tale circuito è indicato come multiplexer. La funzione di un multiplexer è quella di selezionare l'ingresso di qualsiasi 'n' linee di ingresso e alimentarlo a una linea di uscita. La funzione di un demultiplexer è di invertire la funzione del multiplexer. Le forme di collegamento del multiplexer e demultiplexer sono mux e demux. Alcuni multiplexer eseguono entrambi multiplexing e operazioni di demultiplexing. La funzione principale del multiplexer è che combina i segnali di ingresso, consente la compressione dei dati e condivide un singolo canale di trasmissione. Questo articolo fornisce una panoramica di multiplexer e demultiplexer.

Cosa sono Multiplexer e Demultiplexer?

In rete trasmissione , sia il multiplexer che il demultiplexer lo sono circuiti combinatori . Un multiplexer seleziona un ingresso da più ingressi, quindi viene trasmesso sotto forma di una singola linea. Un nome alternativo del multiplexer è MUX o selettore dati. Un demultiplexer utilizza un segnale di ingresso e ne genera molti. Quindi è noto come Demux o distributore di dati.




Multiplexer e Demultiplexer

Multiplexer e Demultiplexer

Cos'è un multiplexer?

Il multiplexer è un dispositivo che dispone di più ingressi e di una singola uscita di linea. Le linee di selezione determinano quale ingresso è collegato all'uscita e aumentano anche la quantità di dati che possono essere inviati su una rete entro un certo tempo. È anche chiamato selettore di dati.



L'interruttore unipolare multiposizione è un semplice esempio di un circuito non elettronico del multiplexer ed è ampiamente utilizzato in molti circuiti elettronici . Il multiplexer viene utilizzato per eseguire la commutazione ad alta velocità ed è costruito da componenti elettronici .

Multiplexer

Multiplexer

I multiplexer sono in grado di gestire sia analogico che applicazioni digitali . Nelle applicazioni analogiche, i multiplexer sono costituiti da relè e interruttori a transistor, mentre nelle applicazioni digitali i multiplexer sono porte logiche . Quando il multiplexer viene utilizzato per applicazioni digitali, viene chiamato multiplexer digitale.

Tipi di multiplexer

I multiplexer sono classificati in quattro tipi:


  • Multiplexer 2-1 (1 riga di selezione)
  • Multiplexer 4-1 (2 linee selezionate)
  • 8-1 multiplexer (3 linee selezionate)
  • Multiplexer 16-1 (4 linee selezionate)

Multiplexer 4 a 1

Il multiplexer 4X1 comprende 4 bit di ingresso, 1 bit di uscita e 2 bit di controllo. I quattro bit di ingresso sono ovvero 0, D1, D2 e ​​D3, rispettivamente solo uno dei bit di ingresso viene trasmesso all'uscita. L'o / p 'q' dipende dal valore dell'ingresso di controllo AB. Il bit di controllo AB decide quale dei bit di dati i / p deve trasmettere l'uscita. La figura seguente mostra lo schema circuitale del multiplexer 4X1 utilizzando porte AND. Ad esempio, quando i bit di controllo AB = 00, le porte AND superiori sono consentite mentre le porte AND rimanenti sono limitate. Pertanto, l'input dei dati D0 viene trasmesso all'uscita 'q'

4X1 Mux

4X1 Mux

Se l'ingresso di controllo viene modificato in 11, tutti i gate sono limitati tranne il gate AND inferiore. In questo caso, D3 viene trasmesso all'uscita e q = D0. Se l'ingresso di controllo viene modificato in AB = 11, tutti i gate sono disabilitati tranne il gate AND inferiore. In questo caso, D3 viene trasmesso all'uscita e q = D3. Il miglior esempio di multiplexer 4X1 è IC 74153. In questo IC, l'o / p è lo stesso di i / p. Un altro esempio di multiplexer 4X1 è l'IC 45352. In questo IC, l'o / p è il complimento dell'i / p

Multiplexer 8 a 1

Il multiplexer 8 a 1 è composto da 8 linee di ingresso, una linea di uscita e 3 linee di selezione.

8-a-1 Mux

8-a-1 Mux

8-1 Multiplexer Circuit

Per la combinazione di un ingresso di selezione, la linea dati è collegata alla linea di uscita. Il circuito mostrato di seguito è un multiplexer 8 * 1. Il multiplexer 8-a-1 richiede 8 porte AND, una porta OR e 3 linee di selezione. Come input, la combinazione di input di selezione è data alla porta AND con le corrispondenti linee di dati di input.

In modo simile, tutte le porte AND sono collegate. In questo multiplexer 8 * 1, per qualsiasi ingresso della linea di selezione, una porta AND fornisce un valore di 1 e tutte le restanti porte AND danno 0. E, infine, utilizzando le porte OR, tutte le porte AND vengono aggiunte e, questo sarà uguale al valore selezionato.

Circuito Mux 8 a 1

Circuito Mux 8 a 1

Vantaggi e svantaggi del multiplexer

Il vantaggi del multiplexer include il seguente.

  • Nel multiplexer, l'utilizzo di un numero di fili può essere ridotto
  • Riduce il costo e la complessità del circuito
  • L'implementazione di una serie di circuiti combinati può essere possibile utilizzando un multiplexer
  • Mux non richiede K-map e semplificazione
  • Il multiplexer può rendere il circuito di trasmissione meno complesso ed economico
  • La dissipazione del calore è minore a causa della corrente di commutazione analogica che va da 10mA a 20mA.
  • La capacità del multiplexer può essere estesa per cambiare segnali audio, segnali video, ecc.
  • L'affidabilità del sistema digitale può essere migliorata utilizzando un MUX in quanto riduce il numero di connessioni cablate esterne.
  • MUX viene utilizzato per implementare diversi circuiti combinatori
  • Il design logico può essere semplificato tramite MUX

Il svantaggi del multiplexer include il seguente.

  • Ritardi aggiuntivi richiesti all'interno delle porte di commutazione e dei segnali I / O che si propagano in tutto il multiplexer.
  • Le porte che possono essere utilizzate contemporaneamente hanno delle limitazioni
  • La commutazione delle porte può essere gestita aggiungendo la complessità del firmware
  • Il controllo del multiplexer può essere eseguito utilizzando porte I / O aggiuntive.

Applicazioni dei multiplexer

I multiplexer vengono utilizzati in varie applicazioni in cui è necessario trasmettere più dati utilizzando una singola linea.

Sistema di comunicazione

PER sistema di comunicazione dispone sia di una rete di comunicazione che di un sistema di trasmissione. Utilizzando un multiplexer, il efficienza del sistema di comunicazione può essere aumentata consentendo la trasmissione di dati, come dati audio e video da diversi canali attraverso singole linee o cavi.

Memoria del computer

I multiplexer vengono utilizzati nella memoria del computer per mantenere un'enorme quantità di memoria nei computer e anche per ridurre il numero di linee di rame necessarie per collegare la memoria ad altre parti del computer.

Rete telefonica

Nelle reti telefoniche, più segnali audio sono integrati su un'unica linea di trasmissione con l'ausilio di un multiplexer.

Trasmissione dal sistema informatico di un satellite

Il multiplexer viene utilizzato per trasmettere i segnali di dati dal sistema informatico di un veicolo spaziale o un satellite al sistema di terra utilizzando un satellite GSM .

Cos'è il demultiplexer?

Il de-multiplexer è anche un dispositivo con un ingresso e più linee di uscita. Serve per inviare un segnale a uno dei tanti dispositivi. La principale differenza tra un multiplexer e un de-multiplexer è che un multiplexer prende due o più segnali e li codifica su un filo, mentre un de-multiplexer inverte ciò che fa il multiplexer.

Demultiplexer

Demultiplexer

Tipi di demultiplexer

I demultiplatori sono classificati in quattro tipi

  • 1-2 demultiplexer (1 riga di selezione)
  • 1-4 demultiplexer (2 linee selezionate)
  • 1-8 demultiplexer (3 linee selezionate)
  • Demultiplexer 1-16 (4 linee selezionate)

1-4 Demultiplexer

Il demultiplexer da 1 a 4 comprende 1 bit di ingresso, 4 bit di uscita e bit di controllo. Di seguito è mostrato lo schema del circuito del demultiplexer 1X4.

1X4 Demux

1X4 Demux

Il bit i / p è considerato come Dati D. Questo bit dati viene trasmesso al bit dati delle linee o / p, che dipende dal valore AB e dal controllo i / p.

Quando il controllo i / p AB = 01, la seconda porta AND superiore è consentita mentre le restanti porte AND sono limitate. Pertanto, solo il bit di dati D viene trasmesso all'uscita e Y1 = Dati.

Se il bit di dati D è basso, l'uscita Y1 è bassa. SE il bit di dati D è alto, l'uscita Y1 è alta. Il valore dell'uscita Y1 dipende dal valore del bit di dati D, le restanti uscite sono in uno stato basso.

Se l'ingresso di controllo cambia in AB = 10, tutte le porte sono limitate eccetto la terza porta AND dall'alto. Quindi, il bit di dati D viene trasmesso solo all'uscita Y2 e, Y2 = Dati. . Il miglior esempio di demultiplexer 1X4 è IC 74155.

1-8 Demultiplexer

Il demultiplexer è anche chiamato distributore di dati poiché richiede un ingresso, 3 linee selezionate e 8 uscite. Il de-multiplexer prende una singola linea dati in ingresso e poi la commuta su una qualsiasi delle linee in uscita. Di seguito è mostrato lo schema del circuito del demultiplexer da 1 a 8 che utilizza 8 porte AND per ottenere l'operazione.

1-8 Demux Circuit

1-8 Demux Circuit

Il bit di ingresso è considerato come dato D e viene trasmesso alle linee di uscita. Ciò dipende dal valore dell'ingresso di controllo dell'AB. Quando AB = 01, la seconda porta superiore F1 è abilitata, mentre le restanti porte AND sono disabilitate e il bit di dati viene trasmesso all'uscita dando F1 = dati. Se D è basso, F1 è basso e se D è alto, F1 è alto. Quindi il valore di F1 dipende dal valore di D e le uscite rimanenti sono nello stato basso.

Vantaggi e svantaggi del demultiplexer

Il vantaggi del demultiplexe r includere quanto segue.

  • Un demultiplexer o Demux viene utilizzato per dividere i segnali reciproci in flussi separati.
  • La funzione di Demux è completamente opposta a MUX.
  • La trasmissione dei segnali audio o video richiede una combinazione di Mux e Demux.
  • Demux è utilizzato come decoder all'interno dei sistemi di sicurezza dei settori bancari.
  • L'efficienza del sistema di comunicazione può essere migliorata attraverso la combinazione di Mux e Demux.

Il svantaggi del demultiplexer include il seguente.

  • Potrebbe verificarsi uno spreco di larghezza di banda
  • A causa della sincronizzazione dei segnali, potrebbero verificarsi ritardi

Applicazioni del demultiplexer

I demultiplexer vengono utilizzati per collegare una singola sorgente a più destinazioni. Queste applicazioni includono quanto segue:

Sistema di comunicazione

Mux e demux sono entrambi utilizzati nei sistemi di comunicazione per eseguire il processo di trasmissione dei dati. Un De-multiplexer riceve i segnali di uscita dal multiplexer e, all'estremità del ricevitore, li converte nella forma originale.

Unità logica aritmetica

L'uscita dell'ALU è alimentata come ingresso al De-multiplexer e l'uscita del demultiplexer è collegata a più registri. L'uscita dell'ALU può essere memorizzata in più registri.

Convertitore da seriale a parallelo

Questo convertitore viene utilizzato per ricostruire i dati paralleli. In questa tecnica, i dati seriali vengono forniti come input al de-multiplexer a intervalli regolari e un contatore è collegato al demultiplexer all'ingresso di controllo per rilevare il segnale dati all'uscita del demultiplexer. Quando tutti i segnali di dati vengono memorizzati, l'uscita del demux può essere letta in parallelo.

Differenza tra multiplexer e demultiplexer

La principale differenza tra multiplexer e demultiplexer è discussa di seguito.

Multiplexer Demultiplexer
Un multiplexer (Mux) è un circuito combinatorio che utilizza diversi input di dati per generare un singolo output.Un demultiplexer (Demux) è anche un circuito combinatorio che utilizza un singolo ingresso che può essere diretto su più uscite.
Multiplexer include diversi ingressi e un'unica uscitaIl demultiplexer include un singolo ingresso e più uscite
Un multiplexer è un selettore di datiIl demultiplexer è un distributore di dati
È un interruttore digitaleÈ un circuito digitale
Funziona secondo il principio di molti a unoFunziona in base al principio uno-a-molti
La conversione da parallelo a seriale viene utilizzata nel multiplexerLa conversione da seriale a parallela viene utilizzata in Demultiplexer
Il multiplexer utilizzato in TDM (Time Division Multiplexing si trova alla fine del trasmettitoreIl demultiplexer utilizzato in TDM (Time Division Multiplexing è all'estremità del ricevitore
Il multiplexer si chiama MUXIl demultiplexer si chiama Demux
Non utilizza porte aggiuntive durante la progettazioneIn questo, sono necessari gate aggiuntivi durante la progettazione del demux
In Multiplexer, i segnali di controllo vengono utilizzati per scegliere l'ingresso specifico che deve essere inviato all'uscita.Il demultiplexer utilizza il segnale di controllo per permetterci di includere più uscite.
Il multiplexer viene utilizzato per migliorare l'efficienza del sistema di comunicazione utilizzando dati di trasmissione come la trasmissione di audio e video.Il demultiplexer riceve i segnali o / p dal Mux e li ha modificati nella forma unica all'estremità del ricevitore.
I diversi tipi di multiplexer sono 8-1 MUX, 16-1 MUX e 32-1 MUX.I diversi tipi di demultiplexer sono 1-8 Demux, 1-16 Demux, 1-32 Demux.
Nel multiplexer, l'insieme di linee di selezione viene utilizzato per controllare l'ingresso specificoNel demultiplexer, la selezione della linea di uscita può essere controllata tramite valori di bit di n linee di selezione.

Differenza chiave tra multiplexer e demultiplexer

Le differenze principali tra multiplexer e demultiplexer sono discusse di seguito.

  • I circuiti logici combinatori come multiplexer e demultiplexer sono utilizzati all'interno di sistemi di comunicazione, tuttavia la loro funzione è esattamente opposta l'una all'altra perché uno lavora su più ingressi mentre l'altro funziona solo su ingresso.
  • Multiplexer o Mux è un dispositivo N-a-1 mentre il demultiplexer è un dispositivo 1-to-N.
  • Un multiplexer viene utilizzato per convertire diversi segnali analogici o digitali in un singolo segnale o / p attraverso diverse linee di controllo. Queste linee di controllo possono essere determinate utilizzando questa formula come 2n = r dove 'r' è il numero dei segnali i / p e 'n' è il numero delle linee di controllo richieste.
  • Il metodo di conversione dei dati utilizzato in MUX è parallelo al seriale e non è difficile da capire perché utilizza diversi input. Tuttavia, DEMUX funziona al contrario di MUX come una conversione da seriale a parallela. Quindi, il numero di output può essere raggiunto in questo caso.
  • Un demultiplexer viene utilizzato per convertire un segnale i / p in diversi. Il numero di segnali di controllo può essere determinato utilizzando la stessa formula di MUX.
  • Sia Mux che Demux vengono utilizzati per trasmettere i dati su una rete con una larghezza di banda inferiore. Ma il multiplexer viene utilizzato all'estremità del trasmettitore mentre il Demux viene utilizzato all'estremità del ricevitore.

Questa è l'informazione di base sui multiplexer e demultiplatori. Spero che tu possa avere alcuni concetti fondamentali su questo argomento osservando i circuiti logici e le loro applicazioni. Puoi scrivere le tue opinioni su questo argomento nella sezione commenti qui sotto.

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