Rangkaian Multiplexer [PDF]

Citation preview

Rangkaian Multiplexer Multiplexer adalah rangkaian logika kombinasional yang dirancang untuk mengalihkan satu dari beberapa jalur input ke satu jalur output umum dengan penerapan kontrol logika. Multiplexing adalah istilah generik yang digunakan untuk menggambarkan pengoperasian pengiriman satu atau lebih sinyal analog atau digital melalui jalur transmisi umum pada waktu dan kecepatan yang berbeda dan dengan demikian, perangkat yang kita gunakan untuk melakukan hal itu disebut Multiplexer. Multiplexer, disingkat menjadi “MUX” atau “MPX”, adalah rangkaian logika kombinasional dirancang untuk switch salah satu dari beberapa jalur input melalui ke jalur output tunggal umum dengan penerapan sinyal kontrol. Multiplexer beroperasi seperti switch rotary (saklar putar) beberapa posisi yang sangat cepat yang menghubungkan atau mengendalikan banyak jalur input yang disebut "channels/kanal" satu per satu ke output. Multiplexer, atau MUX, dapat berupa rangkaian digital yang dibuat dari gerbang logika kecepatan tinggi yang digunakan untuk mengubah data digital atau biner atau bisa juga jenis analog menggunakan transistor, MOSFET atau relay untuk mengalihkan salah satu Input tegangan atau arus ke satu output tunggal. Jenis perangkat multiplexer yang paling dasar adalah switch rotary one-way atau satu arah seperti yang ditunjukkan dibawah ini.



Rangkaian Switch-Rotary (saklar-putar) Multiplexer



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



Dalam elektronik digital, multiplexser juga dikenal sebagai penyeleksi data karena mereka dapat "memilih" setiap jalur Input, dibuat dari Saklar Analog individual yang terbungkus dalam satu paket IC yang berlawanan dengan penyeleksi jenis "mekanis" seperti sakelar dan relay konvensional biasa. Mereka digunakan sebagai satu metode untuk mengurangi jumlah gerbang logika yang dibutuhkan dalam desain rangkaian atau bila satu baris data atau bus data diperlukan untuk membawa dua atau lebih sinyal digital yang berbeda. Misalnya, multiplexer 8-kanal tunggal. Umumnya, pemilihan masing-masing jalur input dalam multiplexser dikontrol oleh seperangkat input tambahan yang disebut garis kontrol dan sesuai dengan kondisi biner input kontrol ini, input data yang "TINGGI" atau "RENDAH" terhubung langsung ke Output. Biasanya, multiplexer memiliki jumlah input data input sebanyak 2n dan sejumlah input "kontrol" yang sesuai dengan jumlah input data. Perhatikan bahwa multiplexer berbeda dalam pengoperasian Encoder. Encoder mampu mengubah pola input n-bit menjadi beberapa baris output yang mewakili biner coded (BCD) yang setara dengan input aktif. Kita bisa membangun 2-baris sederhana menjadi multiplexer 1-baris (2-jadi-1) dari gerbang logika dasar NAND seperti yang ditunjukkan.



Rangkaian Multiplexer 2-Input



Input A dari 2-1 baris rangkaian multiplexer sederhana ini dibangun dari gerbang NAND standar bertindak mengendalikan yang input ( I0 atau I1 ) 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 I1 melewati datanya melalui rangkaian multiplexer gerbang NAND ke output, sementara input I0 diblokir. Bila data pilih A adalah TINGGI pada logika 1, sebaliknya terjadi dan sekarang input I0 melewati data ke output Q saat input I1 diblokir. Jadi dengan penerapan logika "0" atau logika "1" di A kita dapat memilih input yang sesuai, I0 atau I1 dengan rangkaian yang bekerja sedikit seperti saklar single pole double throw (SPDT). Karena kita hanya memiliki satu garis kontrol, (A) maka kita hanya bisa mengganti input 21 dan dalam contoh sederhana ini, multiplexer 2-input menghubungkan salah satu dari dua sumber 1bit ke output umum, menghasilkan 2-jadi-1-baris multiplexer. Kita bisa mengkonfirmasi ini dalam ekspresi Boolean berikut. ' Q = A.I0.I1 + A.I0.I1 + A.I0.I1 + A.I0.I1 ' dan untuk rangkaian multiplexer 2-input di atas, ini bisa disederhanakan juga: ' Q = A.I1 + A.I0 ' Kita dapat meningkatkan jumlah input data yang akan dipilih lebih jauh hanya dengan mengikuti prosedur yang sama dan rangkaian multiplexer yang lebih besar dapat diimplementasikan dengan menggunakan multiplexer 2-to-1 yang lebih kecil sebagai blok bangunan dasarnya. Jadi untuk multiplekser 4-input, kita memerlukan dua jalur pilih data sebagai 4input mewakili 22 jalur kontrol data memberikan rangkaian dengan empat masukan, I0, I1, I2, I3 dan dua data pilih baris A dan B seperti yang ditunjukkan.



Rangkaian Multiplexer Kanal 4-to-1



Ekspresi Boolean untuk Multiplexer 4-to-1 di atas dengan input A to D dan data pilih baris a, b diberikan sebagai: ' Q = abA + abB + abC + abD ' Dalam contoh ini pada satu instan dalam waktu hanya satu dari empat analog switch closed, menghubungkan hanya salah satu jalur input A ke D ke output tunggal pada Q. Seperti pada switch closed tergantung pada kode input pengalamatan pada baris "a" dan "b", jadi untuk contoh ini untuk memilih input B ke output pada Q, alamat input biner perlu "a" = logika "1"dan "b"= logika"0". Kemudian kita bisa menampilkan pemilihan data melalui multiplexer sebagai fungsi dari data bit terpilih seperti yang ditunjukkan.



Seleksi jalur Input Multiplexer



Menambahkan lebih banyak baris alamat kontrol, (n) akan memungkinkan multiplexer mengendalikan lebih banyak input karena dapat mengganti input 2 n namun setiap konfigurasi jalur kontrol hanya akan menghubungkan SATU input ke output. Kemudian penerapan ungkapan Boolean di atas menggunakan gerbang logika individu akan memerlukan penggunaan tujuh gerbang individu yang terdiri dari gerbang AND , OR dan NOT seperti yang ditunjukkan.



4-Kanal Multiplexer menggunakan Gerbang Logika



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



Simbol Multiplexer



Multiplexer tidak terbatas hanya dengan mengganti sejumlah jalur input atau kanal yang berbeda ke satu output tunggal yang umum. Ada juga jenis 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 multiplexer kanal ganda 4-input sederhana (4-ke-2) diberikan di bawah ini:



Multiplexer Kanal 4-to-2



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