Multiplexador Digital
O Multiplexador Digital (também chamado de MUX ou MPX), é um dispositivo digital (circuito eletrônico) capaz de selecionar uma entrada (dentre várias linhas de entrada), e encaminhá-la para uma linha de saída.
Os multiplexadores operam "como se fossem chaves rotativas" de múltiplas posições de entrada (uma de cada vez) para a saída.
Os multiplexadores são capazes de lidar com aplicações analógicas e digitais .
Multiplexadores Analógicos, usam Transistores ou MOSFETs como interruptores ou relés, e os Multiplexadores Digitais, são feitos de Portas Lógicas de alta velocidade.
Como funciona o Multiplexador?
Independentemente de como é implementado um multiplexador, seja Digital, seja Analógico, a “maneira de como ele funciona” é o mesmo.
A figura 1, mostra um dispositivo mecânico constituído de 4 entradas, 1 chave roteadora e uma saída.
A chave pode rotacionar para cada uma das 4 entradas (A, B, C e D), conectando cada uma dessas entradas, individualmente a uma única saída.
Na figura 1, a entrada B está conectada à chave, portanto, a saída, será igual à entrada B nessa situação.
Tipos de Multiplexadores
Os multiplexadores são classificados em quatro tipos:
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Multiplexador 2X1 (2 linhas de entrada e 1 saída)
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Multiplexador 4X1 (4 linhas de entrada e 1 saída)
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Multiplexador 8X1 (8 linhas de entrada e 1 saída)
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Multiplexador 16X1 (16 linhas de entrada e 1 saída)
Multiplexador 4x1
A figura 2, mostra um Multiplexador Digital de 4 entradas por uma saída.
Há também 2 linhas de controle.
As 2 Linhas de Controle (S0 e S1), são equivalentes à Chave da figura 1, pois essas duas linhas binárias, permitem 4 possibilidades de entrada (E0, E1, E2 e E3) e, para cada uma delas, uma única saída como mostra a Tabela Verdade.
Multiplexador e Demultiplex
Módulo 2.2
Eletrônica Digital - Lógica Combinatória
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Multiplexador e Demultiplexador
Módulo 2.2
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Multiplexador - MUX
Símbolo do Multiplexador
É comum em esquemas eletrônicos, vermos o multiplexador, ser representado pelo símbolo da figura 3
Neste caso, o símbolo representa um Multiplexador 8 para 1. Consiste em 8 linhas de entrada, uma linha de saída e 3 linhas de seleção.
Multiplexador 8x1 - Exemplo
Na figura 4, é mostrado um Multiplexador 8X1 (8 entradas e 1 saída) 74LS151.
À esquerda da figura, vemos o Circuito Integrado (chip) e como ele é encontrado à venda no comercio.
Os chips vêm com várias inscrições marcadas no encapsulamento, algumas delas específicas do fabricante, porém, o número principal do CI “74151” deve ser o mesmo independente do fabricante.
Por exemplo, a Texas Instruments (fabricante), tem as seguintes especificações para o CI 74151: “SN74151A”; “SN74LS151” e “SN74S151”.
Embora seja essencialmente o mesmo CI, com funções equivalentes, as letras em Negrito e Sublinhadas, representam alguma aplicação específica ou diferente.
Para saber o que cada uma dessas letras especifica, só mesmo consultando o Data Sheet do componente, disponível no site do fabricante.
Ainda na figura 4, é representado o Diagrama de conexões. Nele as linhas são separadas por função, como mostrado
Finalmente, a Tabela Função ou Tabela Verdade, mostra os valores de saída (Y e W), correspondentes às entradas. Esta relação, é feita através do controle das Linhas de Seleção (C, B e A).
A saída W, por ter uma barra em cima (lógica negativa) mostra os valores complemento da saída Y.
O Strobe (G com barra em cima) é o enable (habilitador) do CI. Como só é habilitado em nível baixo (L), quando está em nível alto (H), as saídas são fixas, independente das entradas.
Para que serve o Multiplexador?
Aplicações de Multiplexadores
Os multiplexadores são usados em várias aplicações e com finalidades diversas.
A principal utilização
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Sistemas de comunicação – Os Multiplexadores são muito usados em sistemas de comunicação, para fins de transmissão de dados.Grandes quantidades de dados (de áudio, vídeo e dados) podem ser transmitidos usando uma única linha de transmissão, o que reduz o custo e aumenta muito a eficiência, entre outras vantagens.
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Memória e dispositivos de um computador - Os multiplexadores são usados na memória do computador, em teclados e uma série de aplicações inerentes a esses dispositivos eletrônicos, diminuindo o custo e aumentando a eficiência dos equipamentos.
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São também muito usados na Rede Telefônica e em Sistemas de transmissão de Vídeo
Demultiplexador
O Demultiplexador, realiza o processo inverso do multiplexador, portanto, reverte o que o outro faz.
O demultiplexador (também chamado de DMUX) é um dispositivo com uma entrada única, e várias linhas de saída.
Tecnicamente, sempre que se multiplexa um sinal em uma “ponta” é necessário demultiplexá-lo na outra ponta, por isso, a necessidade do uso desse tipo de dispositivo.
Tipos de Demultiplexadores
Os Demultiplexadores são classificados em quatro tipos:
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Demultiplexador 1X2 (1 linha de entrada e 2 saída)
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Demultiplexador 1X4 (1 linha de entrada e 4 saída)
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Demultiplexador 1X8 (1 linha de entrada e 8 saída)
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Demultiplexador 1X16 (1 linha de entrada e 16 saída)
Demultiplexador 1X4
A figura 5, mostra um DMX (Demultiplexador) Digital de 1 entrada por 4 saídas.
Há também 2 linhas de controle.
As 2 Linhas de Controle ou seleção (S0 e S1), são responsáveis pelo controle da linha de entrada.
Há 4 saídas (Y0, Y1, Y2 e Y3) e, para cada uma delas, uma única saída (nível baixo) como mostra a Tabela Verdade.
Símbolo do Demultiplexador
Símbolo do Demultiplexador, é mostrado na figura 6.
Neste caso, o símbolo representa um Demultiplexador 1 para 8. Consiste em 1 linha de entrada, e oito linhas de saída e 3 linhas de seleção.
Demultiplexador 1x8 (74LS155) - Exemplo
Na figura 7, é mostrado o DMUX 8X1 (8 entradas e 1 saída) 74LS155.
O CI 74LS155, de acordo com o “Data sheet” do fabricante, pode ser configurado para funcionar como 2 demultiplexadores (1X4) separados, ou, configurado como DMUX (1X8), mostrado na figura 7.
Neste caso a configuração é a seguinte:
Entradas: 2 entradas interligadas, G1 e G2 (Strobe ou Dados pinos 2 e 14). G1 e G2, são ativados por nível baixo, como pode ser visto na Tabela de Função.
Saídas: 8 saídas – (de 1Y0 a 2Y3 – pinos: 7, 6, 5, 4, 9, 10, 11, e 12)
Entradas de controle: A, B (pinos 13 e 3) e C1 e C2 (interligados – pinos: 1 e 15)
No Diagrama de Conexão, observa-se que, quando a entrada de dados G (G1 e G2), é nível baixo (L), a saída (Y), é habilitada.
Pode-se observar pela Tabela de funções, que as saídas (Y), também apresentam uma saída em nível baixo (L), de acordo com a seleção da linha respectiva.
Este CI (da Texas Instruments, fabricante), pode ser encontrado como : 74LS155; 74LS155A, (entre outros), com funções equivalentes. Para ver a diferença entre elas é necessário consultar o Data Sheet do componente, disponível no site do fabricante.