Çoklayıcı / The Multiplexer (MUX)

Çoklayıcı, farklı zamanlarda veya hızlarda ortak bir iletim hattı üzerinden bir veya daha fazla analog veya dijital sinyal gönderme işlemini tanımlamak için kullanılan genel terimdir ve bu nedenle, sadece bunu yapmak için kullandığımız cihaza çoklayıcı denir.

“MUX” veya “MPX” olarak kısaltılmış Çoklayıcı, bir kontrol sinyalinin uygulanmasıyla birkaç giriş hattından birini tek bir ortak çıkış hattına geçirmek için tasarlanmış bir kombinasyonel mantık devresidir. Çoklayıcılar, çıkışa birer birer “kanal” adı verilen birden fazla giriş hattını bağlayan veya kontrol eden çok hızlı hareket eden çok pozisyonlu döner anahtarlar gibi çalışmaktadırlar.

Çoklayıcılar, dijital veya ikili verileri değiştirmek için kullanılan yüksek hızlı mantık kapılarından yapılan dijital devreler olabilir. Voltaj veya akım girişlerinden birini tek bir çıkışa ayarlamak için transistörler, MOSFET’LER veya röleler kullanan analog tipler olabilmektedir.

Temel Çoğullama Anahtarı

Çoklayıcı
Temel Çoğullama Anahtarı

Anahtarın her katmanı bir wafer olarak bilindiği için bir wafer anahtarı olarak da adlandırılan döner anahtar, bir şaftı döndürerek girişi seçilen mekanik bir cihazdır. Başka bir deyişle döner anahtar, girişlerini “açık” veya “kapalı” olarak çevirerek tek tek veri veya sinyal hatlarını seçmek için kullanabileceğiniz manuel bir anahtardır.

Dijital elektronikte, çoklayıcılar veri seçicileri olarak da bilinir, çünkü her bir giriş hattını “seçebilirler”, normal geleneksel anahtarlar ve röleler gibi “mekanik” tip seçicilerin aksine tek bir IC paketinde kaplanmış Bireysel analog anahtarlardan inşa edilirler.

Bir devre tasarımında gerekli olan mantık kapılarının sayısını azaltmanın bir yöntemi olarak veya iki veya daha fazla farklı dijital sinyal taşımak için tek bir veri hattı veya veri yolu gerektiğinde kullanılırlar. Örneğin, tek bir 8 kanallı Çoklayıcı vb.

Genel olarak, bir çoklayıcıdaki her giriş hattının seçimi, Kontrol hatları adı verilen ek bir giriş seti tarafından kontrol edilir. Bu kontrol girişlerinin ikili durumuna göre “yüksek” veya “düşük” uygun veri girişi doğrudan çıkışa bağlanmaktadır. Normal olarak, bir Çoklayıcı, çift sayıda 2n veri giriş hattına ve veri girişlerinin sayısına karşılık gelen bir dizi “kontrol” girişine sahiptir.

Çoklayıcıların kodlayıcılardan farklı olduğunu unutmayın. Enkoderler, bir n-bit giriş desenini, aktif girişin ikili kodlanmış (BCD) çıkış eşdeğerini temsil eden çoklu çıkış hatlarına geçirebilirler. Gösterildiği gibi temel mantık NAND kapılarından basit bir 2 satırdan 1 satıra (2’den 1’e) Çoklayıcı oluşturabiliriz.

2-Giriş Çoklayıcı Tasarımı

Çoklayıcı
2-Giriş Çoklayıcı tasarımı

Standart NAND kapılarından inşa edilen bu basit 2-1 hat Çoklayıcı devresinin A girişi, hangi girişin ( I0 veya I1 ) Q’daki çıkışa iletildiğini kontrol etmek için hareket eder.

Yukarıdaki doğruluk tablosundan, A mantık 0’da düşük olduğunda, giriş I1’in verilerini NAND kapısı Çoklayıcı devresinden çıkışa geçirirken, giriş I0 engellendiğini görebiliriz. Bu nedenle, A’da bir mantık “0” veya bir mantık “1” uygulaması ile, tek kutuplu bir çift atış (SPDT) anahtarı gibi davranan devre ile uygun girişi, I0 veya I1’i seçebiliriz.

Sadece bir kontrol hattımız olduğu için, (A) O zaman sadece 21 girişi değiştirebiliriz ve bu basit örnekte, 2 girişli Çoklayıcı, iki 1 bit kaynaktan birini ortak bir çıkışa bağlar ve 2 ila 1 satırlık bir Çoklayıcı üretir. Bunu aşağıdaki Boole ifadesinde doğrulayabiliriz.

Çoklayıcı
Boole ifadesi

4×1 Kanal Çoklayıcı

Çoklayıcı
4×1 Kanal Çoklayıcı

Yukarıdaki bu 4×1 Çoklayıcı için A’dan D’ye girişler ve A, B veri seçme hatları ile Boole ifadesi şu şekilde verilir:

Çoklayıcı
4×1 Kanal Çoklayıcı

Bu örnekte herhangi bir anda dört analog anahtardan sadece biri kapatılır. A’dan D’ye olmak üzere giriş satırlarından sadece birini Q’daki tek çıkışa bağlar. Hangi anahtarın kapatıldığı ise “A” ve “B“ satırlarındaki adresleme giriş koduna bağlıdır. Bu nedenle bu örnekte, Q’daki çıktıya B girişini seçmek için, ikili giriş adresinin “A” = mantık “1” ve “B” = mantık “0”olması gerekmektedir. Böylece çoklayıcı aracılığıyla veri seçimini, gösterildiği gibi veri seçme bitlerinin bir fonksiyonu olarak gösterebiliriz.

Çoklayıcı Giriş Hattı Seçimi

Çoklayıcı
Çoklayıcı Giriş Hattı Seçimi

Daha fazla kontrol adresi satırı ekleyerek, (n) çoklayıcının 2n girişlerini değiştirebileceği için daha fazla girişi kontrol etmesine izin verecektir. Ancak her kontrol hattı yapılandırması çıkışa sadece bir giriş bağlayacaktır.

Mantık Kapılarını Kullanarak 4 Kanallı Çoklayıcı

Çoklayıcı
Mantık Kapılarını Kullanarak 4 Kanallı Çoklayıcı

Çoklayıcı Sembolü

Çoklayıcı
Çoklayıcı Sembolü

Çoklayıcılar, sadece bir dizi farklı giriş hattını veya kanalı ortak bir tek çıkışa geçirmekle sınırlı değildir. Girişlerini birden fazla çıkışa değiştirebilen ve 4×2, 8×3 veya hatta 16×4 vb. konfigürasyonlara sahip olan türler de vardır.

Bu noktada çoklayıcı devrelerin alt yapılarından biri olan FET’ler hakkında daha fazla bilgi sahibi olmanızı da önermekteyiz. Bu sayede konular kafanızda daha da oturacaktır.