Multipleksor

Allikas: Vikipeedia
(Ümber suunatud leheküljelt Multiplekser)
Mine navigeerimisribale Mine otsikasti

Nelja infosisendiga multiplekseri skeemitähis

2/1 Multiplekseri skeem
Multiplekseri ja demultiplekseri tööpõhimõte
Jõuahela multiplekser mille juhtimiseks kasutatakse demultiplekserit


Multiplekser (ka multipleksor) on kommutaator ehk valikulülitus, millel on mitu sisendit ja üks väljund. Sisendid jagunevad infosisenditeks ja juhtsisenditeks, kusjuures infosisendite arv määrab ära juhtsisendite arvu ning vastupidi. Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse multipleksori väljundisse signaal ühest infosisendist. Kommuteerivate infosisendite arv on 2n, kus n on juhtsignaalide arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne. Multipleksor saab olla nii digitaalne vooluring, mis koosneb loogigaahaeladest või analoogne seade, mis koosneb transistoritest, Isoleeritud paisuga väljatransistor (MOSFET) või releedest.

tähistamine[muuda | muuda lähteteksti]

Multipeksoreid nimetatakse vastavalt nende sisendide arvule. 2 sisendi ja ühe väljundiga multiplesorit nimetatakse kaks ühele multipleksorike ehk lühidalt 2:1 MUX. 4 sisendi puhul on tegemist 4:1 MUX- iga jne. multipleksereid saab ka omavahel kompineerida näiteks ühendades kahe 2:1 MUX-i väljundid ühte 4:1 MUX-i sisendise nii saab vahepealset tulemust kasutata ka mõne muu protsessi läbiviimseks. Elektriskeemidel tähistatakse multipleksoreid kas ristkülikuna või trapetsina, kuhu lisatakse n arv sisendeid, mida tähistatakse suure I tähe ning vastava numbrilise indeksiga (alates 0-ist kuni n-1), väljundit tähistatakse Y tähega ning juhtsignaale S ning vastava numbrilise indeksiga (alates 0-ist kuni n-1). Lisaks võib multipleksoril olla ka tööd lubav signaal (Enable signal) mida tähistatakse E tähega. Kui Enable signaal on mitte aktiivses olekus ehk väärtusega 0 siis läheb multipleksorist läbi väärtus 0, kui enable signaali väärtus on 1 toimib multipleksor vastavalt sisend signaali väärtustele


tõeväärtuste tabel[muuda | muuda lähteteksti]

E S0 S1 Y
0 - - 0
1 0 0 I0
1 0 1 I1
1 1 0 I2
1 1 1 I3

ajalugu[muuda | muuda lähteteksti]

multipleksori idee alged pärinevad 19 sajandi teisest poolest, kui hakati ehitama telegraafi liine, nend vajalikus põhineb soovil teha side liine, kus saaks korraga ja sama suunaliselt edastada mitmeid sõnumeid, kuid korraga kuulata ehk vastuvõtta saaks neid ükshhaval. Aastal 1874 aastal leiutas Thomas Edison dipleksimise süsteemi, mille abil sai liikutada kahte sõnumit samal ajal, samal liinil, samase sihtkohta ehk infot sai liikutada sama kiirusega aga kaks korda rohkem. 1894 aastal leiutas prantslane  Jean-Maurice-Émile Baudot aja jaotusega mutiplekseri, mile abil sai ühe telegraafi liini peal saata korraga mitmeid sõnumeid jaotates neid erinevate aegade peale laiali.[1]

põhiline idee[muuda | muuda lähteteksti]

multipleksori põhi idee on analoogne lüliti, mille puhul sisend lülitatakse kas välja või sisse. Lülituse siseneb mitu erinevad sisend signaali ning seejärel tehakse vastavalt nende olekule valik, milline sisse tulnud signaalidest saadetakse edasi väljundise, kusjuures sisendide vahel liigutakse kongreetses järjekorras ehk liigudakse alates esimesest sisendist kuni sobivani ning seejärel need ühendadakse. Lülituse puhul saab korraga ainult 1 sisendidest olla väärtusega 1 ning sisendeid saab muuta ainult manuaaalselt. [2] digitaalse variandi puhul lisanduvad multipleksorisse juhtsignaalid, mis teevad valiku ise ära näiteks 4 sisendi puhul on vaja kahte juhtsignaali, kui mõlema juhtsignaali väärtused on nullid siis valitakse kõige esimene sisend, kui esimese juhtsignaali väärtus on 0 ning teisel 1 valitakse teine sisend jne. Ehk mida suurem on juhtsignaalidest tulenev signaali väärtus seda tagumisem sisend valitakse.[3]

Signaalide kombineerimine[muuda | muuda lähteteksti]

lisaks mitmest signaaalist ühe kongreetse signaali valimisele edasiseks töötlemiseks on multipleksori abil võimalik ka mitmest signaalist üks kindel kombineeritud signaal tekkitada. Selleks tuleb anda juhtsignaale ette pikkema bitijadana. Näiteks jada esimeste bittide juures on mõlema juhtsignaali väärtused nullid siis alustatakse uue väljund jada tegitamist esimese sisendsignaali väärtusega. Seejärel kui teise juhtsignaali järgmine jada element on 1 ning esimesel 0 siis kombineeritud väljundi teiseks liikmeks tuleb 1. [4]

näide[muuda | muuda lähteteksti]

näide juhtsignaalid: S0= 10110110 ja S1=00101101 ning sisendideks on S0=10101010 S1=00001000 S2=11101111 ja S3=10011010 siis võttes juhtsignaalide esimesed bittid 1 ja 0 saame, et väljundsignaali esimene bitt on sisendsignaal 2 esimene bitt ehk 1 järgmised juhtsignaalide numbrid on mõlemad nullid seega saame väljundi järgmisele kohale 0 sisendi teise numbri ehk 0 sama loogigat eddasi jälgides saame väljundsignaali Y= 10001001


liigid[muuda | muuda lähteteksti]

analoogseid multipleksoreid jaotatakse vastavalt tööpõhimõttele sagedus (FDM) ja lainepikkuse (WDM) multipleksorieks, millest esimene filteerib erinevatest sagedusdest välja sobiva. Või vahetab vastavalt juhtsignaalidele iga mingi aja tagant sagedust. Sageduse multipleksorit kasutatakse üldjuhul pildi ja heli signaalide edastamisel Lainepikkuse multipleksor valib mitme erineva lainepikkuse vahelt sobiva. Näiteks et saada mitmest erinevast nähtava valguse värvist üks kindel värv.

Digitaalsed multipleksorid jagunevad liigideks aja järgi .Aja jaotusega multipleksor- multipleksor millega jaotatakse erinevad signaalid väikesteks tükkideks, mille abil saab neid edastada kiiresti ja objektiivselt, kasutades selleks vaid ühte infokanalit. Aja jaotusega multipleksor jaguneb omakorda sünkroonseks ja eba sünkroonseks. Millest esimese puhul jaotatakse igase framenti võrdse pikkusega signaal, tükeldades signaale iga kindla aja tagant. Asünkrootse ajajaotus multipleksori puhul pole kell oluline ning seega võivad signaali jupid olla erineva pikkusega.

Demultipleksor[muuda | muuda lähteteksti]

demultipleksor on multipleksori vastand operatsioon, ehk loogiga ahel, mille abil saab teha ühest signaalist mitu erinevat signaali. Sarnaselt multipleksorile on ka siin juhtsignaalid, mis näitavad millisesse väljundise, millisel ajahetkel milline signaal sadetakse, näiteks kui juhtsignaalid (nullist lugedes annavad kokku binaarse ahela 111, siis sellisel juhul saadetakse signaal kaheksandase väljundise (ehk Y7) , lisaks on ka enable signaal, mis näitab kas protsessi on lubatud toimuda või mitte. Kui enable signaali väärtuseks on 0 siis on ka kogu protasessi tulemuseks 0. juhul kui see on 1 saab protsess toimuda.Demultipleksori juhtsignaalide arv sõltub väljundide arvust. 2 väjundi puhul on vaja ühte juhtsignaali, nelja puhul kahte, kaheksa puhul kolme. jne Kuna juhtsignaali väärtus on kas 1 või null saab vaadata väljundite arvu, kui vaadata, mis on maksimaalne kümnend süsteemis arv ning sellele liita 1, mida saab juhtsignaalide hulgaga tekkitada. Näiteks kui juhtsignaale on 4 ehk seega maksimaalne arv on 1+2+4+8=15 kuna väljundide tähistamist alustatakse väljundist Y0 siis tuleb siia 1 juurde liita ning selgub, et nelja juhtsignaaliga saab anda 16 erinevat väljundit. [5]

Eelised[muuda | muuda lähteteksti]

multipleksorite kasutamine hoiab kokku juhtme kulu näiteks programmis, kus on vaja teha sama protsessi erinevate sisendidega saab multipleksori abil valida kongreetse variandi mida sul hetkel vaja on ning teha edasisi töid selle variandiga, mitte teha sama elektriahelat erinevate sisendidega mitu korda. Vooluringis korduste vähendamine lihsustab süsteemi ehitamist ning hoiab kokku erinevate komponenide kuludelt.

kasutus valdkonnad[muuda | muuda lähteteksti]

multipleksoreid saab kasutada paljudes kohtades, kus on vaja mitmest erinevast signaalist saada üks kindel signaal

  • elektroonika seadmete (arvutid, nutitelefonid,andmekandjad jms) mälust lugemine- kui on vaja mälust lugeda mingit kindlat infot siis saab lasta hulka infot multipleksorise ning sealt juhtsignaalide abil võtta välja see osa mida kongreetselt hetkel vaja läheb.
  • Telefoni võrk- et edastada mitmeid erinevaid helisignaale samadel liinidel. Õige sisend peab jõundma õige kuulajani. [6]
  • Andme vahetus ühelt seadmelt teisele- kui on vaja kongreetset osa infost kas seadmesiseselt või kahe seadme vahel edasi anda.
  • Signaalikombineerimine -saamaks mitmest erinevast signaalist ühte kokupanud signaali.
  • raadio – raadiojaamade erinevate sageduste vahel saab kuulaja manuaalselt vahetada endale meelepärasema.


Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]