6.6 Демультиплексоры
Демультиплексорами называются устройства, которые позволяют подключать один вход к нескольким выходам. Демультиплексор можно построить на основе таких же схем логического "И", как и при построении мультиплексора. Существенным отличием от мультиплексора является возможность объединения нескольких входов в один без дополнительных схем. Однако для увеличения нагрузочной способности микросхемы, на входе демультиплексора для усиления входного сигнала дополнительно включается инвертор.
Схема демультиплексора, иллюстрирующая принцип его работы, приведена на рисунке 6.23. В этой схеме для выбора конкретного выхода демультиплексора, как и в мультиплексоре, используется двоичный дешифратор.
Рисунок 6.23 – Принципиальная схема демультиплексора
Однако если рассмотреть принципиальную схему самого дешифратора, то можно значительно упростить демультиплексор. Достаточно просто к каждому логическому элементу “И”, входящему в состав дешифратора просто добавить ещё один вход — In. Такую схему часто называют дешифратором с входом разрешения работы. Условно-графическое изображение демультиплексора приведено на рисунке 6.24.
Рисунок 6.24 – Условно графическое обозначение демультиплексора с четырьмя выходами
В КМОП микросхемах не существует отдельных микросхем демультиплексоров, так как МОП мультиплексоры, описанные ранее, по информационным сигналам вход и выход не различают, т.е. направление распространения информационных сигналов, точно также как и в механических ключах, может быть произвольным. Если поменять входы и выход местами, то КМОП мультиплексоры будут работать в качестве демультиплексоров. Поэтому их часто называют просто коммутаторами.
7 Генераторы
При работе цифровых схем часто возникает задача синхронизации моментов изменения или записи сигналов. Для этого можно воспользоваться любым известным генератором периодических сигналов.
Генератор, в принципе, может быть построен на любом усилительном элементе, охваченном положительной обратной связью. Обобщённая схема генератора незатухающих колебаний приведена на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1 – Обобщенная схема генератора
Для самовозбуждения колебаний в такой схеме необходимо выполнить два условия:
баланс амплитуд;
баланс фаз.
Баланс амплитуд выполняется если произведение коэффициента усиления усилителя K и коэффициента передачи цепи обратной связи будет больше единицы:
Баланс фаз выполняется, если сумма фазового сдвига усилителя и фазового сдвига цепи обратной связи будет равным нулю или 360:
В качестве усилительного элемента можно использовать любой активный элемент, обладающий усилением, в том числе транзистор или операционный усилитель. Однако в этом случае потребуется специальное устройство преобразования выходного сигнала генератора к цифровым логическим уровням, используемым в разрабатываемой схеме.
Намного проще было бы использовать для построения тактовых генераторов логические элементы. Так как любые логические элементы обладают усилением, то для построения генераторов можно использовать как инверторы, так и схемы логического "И" и "ИЛИ". В некоторых случаях для построения генераторов используют даже триггеры. Так как от параметров усилительного элемента в значительной степени зависят параметры генератора, то рассмотрим логический инвертор с точки зрения его усилительных параметров.