มัลติเพล็กซ์เซอร์ (Multiplexer : MUX)

มัลติเพล็กซ์เซอร์ (Multiplexer : MUX)

มัลติเพล็กซ์เซอร์ (Multiplexer : MUX) หรือเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า ตัวเลือกข้อมูล(Data Selector) ซึ่งเป็นตัวที่ทำหน้าที่เลือกช่องสัญญาณที่มีข้อมูลช่องหนึ่งจากหลายๆช่องสัญญาณมาเป็นอินพุตและต่อช่องสัญญาณที่มีข้อมูลนั้นเข้าเป็นสัญญาณเอาต์พุตเพียงเอาต์พุตเดียว ดังรูป

จากรูปทางด้านซ้ายนั้นได้แสดงอินพุตจำนวน n ขา ตั้งแต่ D0 ถึง Dn ขาซึ่งใช้สำหรับเลือกข้อมูล S0 ถึง Smและขาเอาต์พุต Y ส่วนขาของ S0 ถึง Sm ใช้สำหรับการเลือกให้อินพุตใดจากอินพุต D0 ถึง Dn ผ่านออกไปที่เอาต์พุต Yและจำนวนขาของ S นั้นก็ยังมีความสัมพันธ์กับจำนวนขาของอินพุต D คือ เช่น ถ้ามีจำนวนอินพุตที่จะถูกเลือกจำนวน 4อินพุต จำนวนบิตของขาสำหรับเลือกข้อมูลจะเท่ากับ 2 (22 = 4) ถ้ามีจำนวนอินพุตที่จะถูกเลือกจำนวน 8 อินพุต จำนวนบิตของขาสำหรับเลือกข้อมูลจะเท่ากับ 3 (23 = 8) เป็นต้น

             ซึ่งวิธีการรวมข้อมูลจากหลายๆ จุด แล้วส่งผ่านไปตามสายส่งเพียงสายเดียวนั้น เรียกว่า multiplex ซึ่งสามารถแบ่งได้ออกเป็น 2 รูปแบบคือ

1) การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลา (Time Division Multiplexer หรือ TDM) เป็นวิธีที่เพิ่งจะได้รับการพัฒนาขึ้นมาได้ไม่นานนักการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งเวลาจะใช้เส้นทางเพียงเส้นทางเดียวและคลื่นพาห์ความถี่เดียวเท่านั้นแต่ ผู้ใช้แต่ละคนนั้นจะได้รับการจัดสรรเวลาในการเข้าใช้ช่องสัญญาณที่ต้องการนั้นเพื่อส่งข้อมูลไปยังปลายทางที่ตนต้องการ

2) การมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่ (Frequency Division Multiplexer หรือ FDM) เป็นวิธีที่ใช้กันทั้งระบบที่มีสายและระบบคลื่นวิทยุ ซึ่งหลักการของการมัลติเพล็กซ์แบบแบ่งความถี่นี้คือ การนำสัญญาณจากแหล่งต่างๆมารวมกัน ให้อยู่ในคลื่นพาห์เดียวกันที่ความถี่ต่างๆ และสัญญาณเหล่านี้สามารถที่จะใช้เส้นทางร่วมกันได้ซึ่งต่างจากแบบแรกที่ไม่สามารถใช้ร่วมกันได้

จากรูปที่ 4   แสดงตัวอย่างวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ ที่ใช้ลอจิกเกตขนาด 4 อินพุต

รูปที่ 5 โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74157

ตารางที่ 1 ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74157

            2.2 ไอซีเบอร์ 74153 (Dual 4-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)

ไอซีเบอร์ 74153 เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 4 อินพุต (C0 ถึง C3) ให้ออกที่เอาต์พุต เพียงเอาต์พุตเดียว จำนวน 2 ชุดในไอซี  1 ตัว โดยใช้บิตของตัวเลือกข้อมูลร่วมกัน 2 บิต คือ B และ A            มีขาสโตรบ (G) สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทั้ง 2 ชุด แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 6 และตารางการทำงานในตารางที่ 2

รูปที่ 6 โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74153

ตารางที่ 2 แสดงตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74153

2.3 ไอซีเบอร์ 74151 (8-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)

ไอซีเบอร์ 74151 เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 8  อินพุต (D0 ถึง D7)  ให้ออกที่เอาท์พุต   2  เอาต์พุต ซึ่งเอาต์พุตหนึ่งเป็นเอาต์พุตที่มีสภาวะลอจิกเหมือนกับอินพุตที่ถูกเลือก ส่วนอีก เอาต์พุตหนึ่งมีสภาวะลอจิกตรงกันข้ามกับอินพุตที่ถูกเลือก โดยมีจำนวนบิต ของตัวเลือกข้อมูล 3 บิต มีขาสโตรบ (S) สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทำงานที่ ลอจิก “0”แสดงโครงสร้างภายในดังรูปที่ 7 และ ตารางการทำงานในตารางที่3

รูปที่ 7  โครงสร้างภายในไอซีเบอร์ 74151

ตารางที่ 3 ตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74151

           2.4 ไอซีเบอร์ 74150 (16-Line-to-1-Line Data Selector/Multiplexer)

ไอซีเบอร์ 74150  เป็นไอซีเลือกข้อมูลจากข้อมูลอินพุต 16 อินพุต (E0 ถึง E15) ซึ่งเอาต์พุตที่ได้มีสภาวะลอจิกตรงกันข้ามกับอินพุตที่ถูกเลือก โดยมีจำนวนบิตของตัวเลือกข้อมูล 4 บิต มีขาสโตรบ สำหรับควบคุมการทำงานของมัลติเพล็กซ์เซอร์ทำงานที่ลอจิก “0” แสดงการจัดขาดังรูปที่ 8 และตารางการทำงานในตารางที่ 4

ตารางที่ 4 แสดงตารางการทำงานของไอซีเบอร์ 74150

ตัวอย่างที่ 1   จงออกแบบวงจรมัลติเพล็กซ์เซอร์ เพื่อเลือกข้อมูลจากแหล่งข้อมูล 2 ชุด ที่มีจำนวนบิตของข้อมูลแต่ละชุดเท่ากับ 4 บิต ตามบล็อกไดอะแกรมรูปที่ 9 

รูปที่ 10 วงจรเลือกข้อมูลโดยใช้ไอซีเบอร์ 74157

ที่มา http://ukosx.blogspot.com/2015/11/blog-post.html