Multiplexer

Multiplexer adalah sirkuit logika kombinasional yang dirancang untuk mengalihkan salah satu dari beberapa jalur input ke jalur output tunggal yang umum

Multiplexing adalah istilah umum yang digunakan untuk menggambarkan operasi pengiriman satu atau lebih sinyal analog atau digital melalui saluran transmisi umum pada waktu atau kecepatan yang berbeda dan dengan demikian, perangkat yang kita gunakan untuk melakukan hal itu disebut Multiplexer .

The multiplexer , disingkat menjadi “MUX” atau “MPX”, adalah logika sirkuit kombinasional dirancang untuk beralih salah satu dari beberapa jalur input melalui ke jalur output tunggal umum dengan penerapan sinyal kontrol. Multiplexer beroperasi seperti sakelar rotari ganda posisi kerja sangat cepat yang menghubungkan atau mengendalikan beberapa saluran input yang disebut “saluran” satu per satu ke keluaran.

Multiplexer, atau MUX, dapat berupa sirkuit digital yang dibuat dari gerbang logika kecepatan tinggi yang digunakan untuk beralih data digital atau biner atau dapat berupa tipe analog dengan menggunakan transistor, MOSFET, atau relay untuk mengalihkan salah satu input tegangan atau arus ke satu output.

Jenis perangkat multiplexer yang paling dasar adalah dari sakelar putar satu arah seperti yang ditunjukkan.

Sakelar Multipleks Dasar

Saklar putar, juga disebut sakelar wafer karena setiap lapisan sakelar dikenal sebagai wafer, adalah perangkat mekanis yang inputnya dipilih dengan memutar poros. Dengan kata lain, sakelar putar adalah sakelar manual yang dapat Anda gunakan untuk memilih data individual atau jalur sinyal hanya dengan memutar input-nya "ON" atau "OFF". Jadi bagaimana kita bisa memilih setiap input data secara otomatis menggunakan perangkat digital.

Dalam elektronik digital, multiplexer juga dikenal sebagai penyeleksi data karena mereka dapat "memilih" setiap jalur input, dibangun dari Analogue Switch yang terbungkus dalam satu paket IC yang bertentangan dengan penyeleksi tipe "mekanis" seperti sakelar konvensional konvensional dan relay.

Mereka digunakan sebagai salah satu metode untuk mengurangi jumlah gerbang logika yang diperlukan dalam desain sirkuit atau ketika jalur data tunggal atau bus data diperlukan untuk membawa dua atau lebih sinyal digital yang berbeda. Sebagai contoh, sebuah multiplexer 8-channel tunggal.

Umumnya, pemilihan setiap jalur input dalam multiplexer dikendalikan oleh set input tambahan yang disebut jalur kontrol dan sesuai dengan kondisi biner dari input kontrol ini, baik "TINGGI" atau "RENDAH" input data yang sesuai terhubung langsung ke keluaran. Biasanya, multiplexer memiliki jumlah genap 2 n baris input data dan sejumlah input "kontrol" yang sesuai dengan jumlah input data.

Perhatikan bahwa multiplexer berbeda dalam operasinya dengan Encoders . Encoder dapat mengubah pola input n-bit ke beberapa jalur output yang mewakili output setara kode biner (BCD) dari input aktif.

Kita dapat membangun multiplexer 2-line untuk 1-line (2-to-1) dari gerbang logika NAND dasar seperti yang ditunjukkan.

Desain Multiplexer 2-input

Input A dari 2-1 baris sirkuit multiplexer sederhana ini dibangun dari gerbang NAND standar bertindak untuk mengontrol input (I 0  atau I 1  ) akan dilewatkan ke output di Q .

Dari tabel kebenaran di atas, kita dapat melihat bahwa ketika data memilih input, A adalah RENDAH pada logika 0, input I 1 meneruskan datanya melalui sirkuit multiplexer gerbang NAND ke output, sedangkan input I 0 diblokir. Ketika data pilih A adalah TINGGI pada logika 1, kebalikannya terjadi dan sekarang input I 0 meneruskan data ke output Q sementara input I 1 diblokir.

Jadi dengan penerapan logika “0” atau logika “1” di A kita dapat memilih input yang sesuai, I 0 atau I 1 dengan sirkuit yang bekerja sedikit seperti saklar kutub ganda lemparan tunggal (SPDT).

Karena kita hanya memiliki satu jalur kontrol, (A) maka kita hanya dapat mengganti 2 1input dan dalam contoh sederhana ini, 2-input multiplexer menghubungkan salah satu dari dua sumber 1-bit ke output yang sama, menghasilkan 2-ke-1 multiplexer garis. Kami dapat mengkonfirmasi ini dalam ekspresi Boolean berikut.

Q =  AI 0 .I 1  +  A .I 0 .I 1  +  AI 0 .I 1  + AI 0 .I 1

dan untuk rangkaian multiplexer 2-input kami di atas, ini dapat disederhanakan juga:

Q =  A .I 1  + AI 0

Kami dapat meningkatkan jumlah input data yang akan dipilih lebih lanjut hanya dengan mengikuti prosedur yang sama dan sirkuit multiplexer yang lebih besar dapat diimplementasikan menggunakan multiplexer 2-ke-1 yang lebih kecil sebagai blok bangunan dasar mereka. Jadi untuk multiplexer 4-input oleh karena itu kita akan memerlukan dua jalur pilih data karena 4-input mewakili 2 2 jalur kontrol data memberikan rangkaian dengan empat input, I 0 , I 1 , I 2 , I 3 dan dua data pilih jalur A dan B seperti yang ditunjukkan.

Multiplexer Saluran 4-ke-1

Ekspresi Boolean untuk Multiplexer 4-ke-1 ini di atas dengan input A ke D dan data pilih baris a, b diberikan sebagai:

Q =  ab A +  a b B +  a bC + abD

Dalam contoh ini pada satu instan dalam waktu hanya satu dari empat switch analog ditutup, menghubungkan hanya salah satu jalur input A ke D ke output tunggal pada Q . Seperti yang beralih ditutup tergantung pada kode input pengalamatan pada baris " a " dan " b ".

Jadi untuk contoh ini untuk memilih input B ke output di Q , alamat input biner harus “ a ” = logic “1” dan “ b ” = logic “0”. Dengan demikian kita dapat menunjukkan pemilihan data melalui multiplexer sebagai fungsi dari data pilih bit seperti yang ditunjukkan.

Pemilihan Jalur Input Multiplexer

Menambahkan lebih banyak garis alamat kontrol, (n) akan memungkinkan multiplexer untuk mengontrol lebih banyak input karena dapat beralih input 2 n tetapi setiap konfigurasi jalur kontrol akan menghubungkan hanya SATU input ke output.

Maka implementasi ekspresi Boolean di atas menggunakan gerbang logika individu akan membutuhkan penggunaan tujuh gerbang individu yang terdiri dari gerbang AND , ORdan NOT seperti yang ditunjukkan.

4 Channel Multiplexer menggunakan Logic Gates

Simbol yang digunakan dalam diagram logika untuk mengidentifikasi multiplexer adalah sebagai berikut:

Simbol Multiplexer

Multiplexer tidak terbatas hanya dengan mengalihkan sejumlah jalur input atau saluran yang berbeda ke satu output tunggal yang umum. Ada juga tipe yang dapat mengalihkan input mereka ke beberapa output dan memiliki pengaturan atau konfigurasi 4-ke-2, 8-ke-3 atau bahkan 16-ke-4 dll dan contoh multiplekser input Dual channel 4 sederhana (4- ke-2) diberikan di bawah ini:

Multiplexer Saluran 4-ke-2

Di sini, dalam contoh ini, 4 saluran input dialihkan ke 2 jalur output individual tetapi pengaturan yang lebih besar juga dimungkinkan. Konfigurasi 4-ke-2 yang sederhana ini dapat digunakan misalnya, untuk mengganti sinyal audio untuk pra-amplifier stereo atau mixer.

Penguat Penguat yang Dapat Disesuaikan

Selain mengirim data paralel dalam format serial melalui saluran atau koneksi transmisi tunggal, kemungkinan penggunaan multiplekser multi-saluran lainnya adalah dalam aplikasi audio digital sebagai mixer atau di mana penguatan amplifier analog dapat dikontrol secara digital, misalnya.

Penguatan Amplifier yang Dapat Disesuaikan Secara Digital

Di sini, gain tegangan dari penguat operasional pembalik tergantung pada rasio antara resistor input, R IN dan resistor umpan baliknya, Rƒ sebagaimana ditentukan dalam tutorial Op-amp.

Sakelar SPST 4-saluran (Quad) tunggal yang dikonfigurasi sebagai multiplexer saluran 4-ke-1 dihubungkan secara seri dengan resistor untuk memilih resistor umpan balik apa pun untuk memvariasikan nilai Rƒ . Kombinasi dari resistor ini akan menentukan gain tegangan keseluruhan dari amplifier, ( Av ). Maka penguatan tegangan dari penguat dapat disesuaikan secara digital dengan hanya memilih kombinasi resistor yang sesuai.

Multiplexer digital kadang-kadang juga disebut sebagai "Penyeleksi Data" karena mereka memilih data yang akan dikirim ke jalur keluaran dan biasanya digunakan dalam komunikasi atau sirkuit switching jaringan kecepatan tinggi seperti aplikasi LAN dan Ethernet.

Beberapa IC multiplexer memiliki buffer pembalik tunggal ( NOT Gate) yang terhubung ke output untuk memberikan output logika positif (logika "1", HIGH) pada satu terminal dan output logika negatif gratis (logika "0", RENDAH) pada terminal lain yang berbeda.

Dimungkinkan untuk membuat sirkuit multiplexer sederhana dari gerbang AND dan OR standar seperti yang telah kita lihat di atas, tetapi umumnya multiplexer / penyeleksi data tersedia sebagai paket ic standar seperti TTL 74LS151 8-input untuk 1 line multiplexer atau TTL 74LS153 Dual 4-input ke 1 line multiplexer. Sirkuit multiplexer dengan jumlah input yang jauh lebih tinggi dapat diperoleh dengan menyatukan dua atau lebih perangkat yang lebih kecil.

Ringkasan Multiplexer

Kemudian kita dapat melihat bahwa Multiplexer adalah sirkuit switching yang hanya beralih atau rute sinyal melalui diri mereka sendiri, dan sebagai sirkuit kombinasi mereka tidak memiliki memori karena tidak ada jalur umpan balik sinyal. Multiplexer adalah sirkuit elektronik yang sangat berguna yang telah digunakan dalam berbagai aplikasi seperti perutean sinyal, komunikasi data, dan aplikasi kontrol bus data.

Ketika digunakan dengan demultiplexer, data paralel dapat ditransmisikan dalam bentuk serial melalui tautan data tunggal seperti kabel serat optik atau saluran telepon dan dikonversi kembali menjadi data paralel sekali lagi. Keuntungannya adalah bahwa hanya satu baris data serial diperlukan daripada beberapa baris data paralel. Oleh karena itu, multiplexer kadang-kadang disebut sebagai "pemilih data", karena mereka memilih data ke saluran.

Multiplexer juga dapat digunakan untuk mengganti sinyal analog, digital atau video, dengan arus switching di sirkuit daya analog terbatas di bawah 10mA hingga 20mA per saluran untuk mengurangi pembuangan panas.

Dalam tutorial berikutnya tentang perangkat logika kombinasional, kita akan melihat kebalikan dari Multiplexer yang disebut Demultiplexer yang mengambil jalur input tunggal dan menghubungkannya ke beberapa jalur output.

source page : www.electronics-tutorials.ws