Цифровые схемы - демультиплексоры

Демультиплексор представляет собой комбинационную схему, которая выполняет обратную операцию мультиплексора. Он имеет один вход, n линий выбора и максимум 2 n выходов. Вход будет подключен к одному из этих выходов на основе значений линий выбора.

Так как есть n строк выбора, будет 2 n возможных комбинаций нулей и единиц. Таким образом, каждая комбинация может выбрать только один выход. De-Multiplexer также называется De-Mux .

1x4 демультиплексор

1x4 De-Multiplexer имеет один вход I, две строки выбора, s 1 и s 0 и четыре выхода Y 3 , Y 2 , Y 1 и Y 0 . Блок-схема демультиплексора 1x4 показана на следующем рисунке.

От 1 до 4 демультиплексора

Один вход «I» будет подключен к одному из четырех выходов, от Y 3 до Y 0, в зависимости от значений линий выбора s 1 и s0. Таблица истинности 1x4 De-Multiplexer показана ниже.

Выбор входов Выходы
S 1 S 0 Y 3 Y 2 Y 1 Y 0
0 0 0 0 0 я
0 1 0 0 я 0
1 0 0 я 0 0
1 1 я 0 0 0

Из приведенной выше таблицы Истины мы можем напрямую написать булевы функции для каждого вывода как

$$ Y_ {3} = S_ {1} S_ {0} Я $$

$$ Y_ {2} = S_ {1} {S_ {0}} "Я $$

$$ Y_ {1} = {S_ {1}} 'S_ {0} Я $$

$$ Y_ {0} = {s_1} {S_ {0}} 'I $$

Мы можем реализовать эти булевы функции с помощью инверторов и вентилей с 3 входами И. Принципиальная схема демультиплексора 1x4 показана на следующем рисунке.

Принципиальная схема демультиплексора 1x4

Мы можем легко понять работу вышеупомянутой схемы. Аналогично, вы можете реализовать демультиплексор 1x8 и демультиплексор 1x16, выполнив одну и ту же процедуру.

Реализация демультиплексоров высшего порядка

Теперь давайте реализуем следующие два демультиплексора высшего порядка, используя демультиплексоры низкого порядка.

  • 1x8 демультиплексор
  • 1x16 демультиплексор

1x8 демультиплексор

В этом разделе мы реализуем демультиплексор 1x8, используя демультиплексоры 1x4 и демультиплексор 1x2. Мы знаем, что демультиплексор 1x4 имеет один вход, две линии выбора и четыре выхода. Принимая во внимание, что демультиплексор 1x8 имеет один вход, три линии выбора и восемь выходов.

Итак, нам нужны два 1x4 демультиплексора на втором этапе, чтобы получить последние восемь выходов. Поскольку количество входов на втором этапе равно двум, нам потребуется 1x2 демультиплексора на первом этапе, чтобы выходы первого этапа были входами второго этапа. Вход этого демультиплексора 1x2 будет общим входом демультиплексора 1x8.

Пусть демультиплексор 1x8 имеет один вход I, три строки выбора s 2 , s 1 и s 0 и выходы с Y 7 по Y 0 . Таблица истинности демультиплексора 1x8 показана ниже.

Выбор входов Выходы
с 2 с 1 с 0 Y 7 Y 6 Y 5 Y 4 Y 3 Y 2 Y 1 Y 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 я
0 0 1 0 0 0 0 0 0 я 0
0 1 0 0 0 0 0 0 я 0 0
0 1 1 0 0 0 0 я 0 0 0
1 0 0 0 0 0 я 0 0 0 0
1 0 1 0 0 я 0 0 0 0 0
1 1 0 0 я 0 0 0 0 0 0
1 1 1 я 0 0 0 0 0 0 0

Мы можем легко реализовать демультиплексор 1x8, используя мультиплексоры низкого порядка, рассмотрев приведенную выше таблицу истинности. Блок-схема демультиплексора 1x8 показана на следующем рисунке.

От 1 до 8 демультиплексора

Общие строки выбора s 1 & s 0 применяются к обоим демультиплексорам 1x4. Выходы верхнего демультиплексора 1x4 - от Y 7 до Y 4, а выходы нижнего демультиплексора 1x4 - от Y 3 до Y 0 .

Другая строка выбора, s 2 , применяется к демультиплексору 1x2. Если s 2 равно нулю, то один из четырех выходов нижнего демультиплексора 1x4 будет равен входу I, основываясь на значениях линий выбора s 1 & s 0 . Аналогично, если s 2 равно единице, то один из четырех выходов верхнего демультиплексора 1x4 будет равен входу I, основываясь на значениях линий выбора s 1 & s 0 .

1x16 демультиплексор

В этом разделе мы реализуем демультиплексор 1x16, используя демультиплексоры 1x8 и демультиплексор 1x2. Мы знаем, что демультиплексор 1x8 имеет один вход, три линии выбора и восемь выходов. Принимая во внимание, что демультиплексор 1x16 имеет один вход, четыре строки выбора и шестнадцать выходов.

Итак, нам нужны два демультиплексора 1x8 на втором этапе, чтобы получить окончательные шестнадцать выводов. Поскольку количество входов на втором этапе равно двум, нам потребуется 1x2 демультиплексора на первом этапе, чтобы выходы первого этапа были входами второго этапа. Вход этого демультиплексора 1x2 будет общим входом демультиплексора 1x16.

Пусть демультиплексор 1x16 имеет один вход I, четыре строки выбора s 3 , s 2 , s 1 & s 0 и выходы Y 15 - Y 0 . Блок-схема демультиплексора 1x16 с использованием мультиплексоров более низкого порядка показана на следующем рисунке.

1-16 Демультиплексор

Общие строки выбора s 2 , s 1 и s 0 применяются к обоим демультиплексорам 1x8. Выходы верхнего демультиплексора 1x8 - от Y 15 до Y 8, а выходы нижнего демультиплексора 1x8 - от Y 7 до Y 0 .

Другая строка выбора s 3 применяется к демультиплексору 1x2. Если s 3 равно нулю, то один из восьми выходов нижнего демультиплексора 1x8 будет равен входу I, основываясь на значениях линий выбора s 2 , s 1 & s 0 . Аналогично, если s3 равен единице, то один из 8 выходов верхнего демультиплексора 1x8 будет равен входу I, основываясь на значениях строк выбора s 2 , s 1 & s 0 .