Małgorzata Bochniak 24,styczeń,2000.
Fizyka, III rok
Poniedziałek, godzina 1515-1815
Ćwiczenie 31
MULTIPLEKSER I DEMULTIPLEKSER.
I. ZAGADNIENIA TEORETYCZNE.
Selektor - adresowalny przełącznik o wielu wejściach i wielu wyjściach, do którego należy wybór adresu. W prze - łączniku tym jedno wyjście jest połączone tylko z jednym wejściem.
Multiplekser - element w mikrosystemach, rodzaj selektora, którego zadaniem jest przekazywanie wektorów informacji cyfrowej z jednego nadajnika do wielu odbiorników. Binarnie kodowany adres określa , który sygnał wejściowy pojawi się na wyjściu. Umożliwia zamianę informacji równoległej na szeregową, porównanie dwóch liczb i realizację funkcji logicznych. Wytwarzane są dwie odmiany multiplekserów. Pierwszy typ jest przeznaczony jedynie do przełączania sygnałów cyfrowych. Drugi typ multiplekserów to dwukierunkowe układy analogowe, zawierające wewnątrz zespoły bramek transmisyjnych. Z ich dwukierunkowości wynika, że mogą być wykorzystane jako demultipleksery. Schemat
multipleksera znajduje się poniżej.
Demultiplekser - element w mikrosystemach, rodzaj selektora, o odwrotnym działaniu niż multiplekser. Przekazuje sygnały z wejścia do wyjścia o numerze odpowiadającym podanej na wejście adresowe liczbie binarnej. Pozostałe wyjścia są utrzymane w stanie nieaktywnym lub w stanie rozwartym (zależy od typu demultipleksera). Demultiplekser może służyć do dekodowania kodów, generowania funkcji logicznych i sekwencji sygnałów zegarowych. Schemat demultipleksera znajduje się poniżej.
W układach cyfrowych wartości amplitud sygnałów są skwantowane, a szczególne znaczenie uzyskały układy pracujące z dwoma poziomami sygnału zwane układami dwójkowymi. Można umownie oznaczyć górny poziom sygnału przez 1,a dolny przez 0 (logika pozytywna), ale możliwa jest także umowa odwrotna (logika negatywna).
Rodzaje bramek:
Inwenter
WEJŚCIE |
WYJŚCIE |
0 |
1 |
|
0 |
AND ( logiczne „i”)
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
NAND
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
AND z zanegowanymi wejściami
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
OR
NOR
OR z zanegowanymi wejściamiEXOR
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
1 |
0 |
WEJŚCIE A |
WEJŚCIE B |
WYJŚCIE |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
Sygnały - napięcia zmieniające się w czasie w określony sposób. Najczęściej spotykane są w naszym otoczeniu sygnały sinusoidalne.
Matematyczny opis napięcia tego sygnału jest następujący:
U=Asin2Πft
gdzie A jest amplitudą, a f częstotliwością w cyklach na sekundę lub hercach. Kształt fali sinusoidalnej przedstawiłam na rysunku znajdującym się obok.
Istnieją również przebiegi liniowe czyli napięcia rosnące lub opadające ze stałą prędkością. Czasami sygnał ten jest aproksymowany odciętym przebiegiem liniowym, powtarzanym okresowo lub falą piłko kształtną.
Liniowo narastające napięcie Fala piłkowa.
z ograniczeniem.
Innym rodzajem sygnału jest fala prostokątna. Podobnie jak fala sinusoidalna charakteryzuje się ją za pomocą amplitudy i częstotliwości. Wartość skuteczna fali prostokątnej jest równa amplitudzie Oprócz wyżej wymienionych sygnały mogą być w postaci impulsów, skoków lub szpilek.
II. WYKONANIE ĆWICZENIA.
Moim zadaniem było podłączenie i zbadanie działania multipleksera i demultipleksera. Jako pierwszy badałam multiplekser (74151). Połączenia dokonałam wg. poniższego schematu, a wyniki umieściłam w tabeli znajdującej się pod schematami.
Dla wizualizacji działania układu do wejść A, B, C, wejścia połączonego z zegarem taktującym, wyjść W i W ` oraz do przełącznika Strobe podłączyłam diody. Ustawiając odpowiednio wejścia adresowe A, B, C decydowałam o tym, który sygnał wejściowy multipleksera pojawi się na jego wyjściach W i zanegowanym W `. Po ustawieniu adresu przykładałam sygnał wyjścia do kolejnych wejść multipleksera. Dioda znajdująca się na wyjściu W świeciła jedynie wtedy gdy numer wejścia był zgodny z wcześniej ustawionym adresem. Po wybraniu adresu przełącznik Strobe umożliwiał takie jego zablokowanie, że jakiekolwiek zmiany A, B, i C nie powodowały zmiany stanu wyjść. Wyniki, które otrzymałam są więc zgodne z teorią.
Po demontażu układu multipleksera przystąpiłam do badanie demultipleksera (74155). Schemat połączeń układu i tablica otrzymanych wyników znajdują się na następnej stronie.
ADRES CBA |
Numer wejścia multipleksera |
Numer wyjścia demultipleksera |
000 |
0 |
2Y0 |
001 |
1 |
2Y1 |
010 |
2 |
2Y2 |
011 |
3 |
2Y3 |
100 |
4 |
1Y0 |
101 |
5 |
1Y1 |
110 |
6 |
1Y2 |
111 |
7 |
1Y3 |
Również w tym przypadku dla lepszego zobrazowania działania układu do wszystkich wyjść demultipleksera, wejść adresujących A, B, C oraz wejścia zegara taktującego podłączyłam diody. Wybranie odpowiedniego adresu decydowało, która dioda umieszczona na wyjściach demultipleksera mrugała zgodnie z taktami zegara. Jak widać z tabeli wyniki, które otrzymałam są całkowicie zgodne z teorią.
5
5
Wyszukiwarka