3.3.2. Многоступенчатый дешифратор

Одноступенчатые ДС при n4 требуют для реализации большого числа ЛЭ И. Этот недостаток ослабляется в многоступенчатых ДС. На практике широкое применение находит, например, двухступенчатый дешифратор. Рассмотрим принцип построения такого дешифратора на примере ДС с 4-мя входами и 16-ю выходами.

Разобьем входные переменные Х3, Х2, Х1, Х0 на две группы по две переменные в каждой: Х3, Х2 и Х1, Х0. Каждую пару переменных используем в качестве входных переменных отдельного одноступенчатого дешифратора на четыре выхода, как показано на рис. 3.5.

Рис. 3.5.

Выходные переменные одноступенчатых дешифраторов определяются следующими логическими выражениями:

.

Эти дешифраторы выполняют функции первой ступени дешифратора.

Выходные переменные у₀,...,у₁₅ дешифратора можно представить логическими выражениями, используя в них в качестве аргументов выходные переменные и одноступенчатых дешифраторов:

;

;

.......................................

.

Эти логические операции И выполняются в отдельном дешифраторе второй ступени, состоящим их двухвходовых ЛЭ.

Недостатком многоступенчатых дешифраторов является большее время задержки сигналов, поскольку они должны проходить через ЛЭ всех ступеней.

3.4. Мультиплексоры

В цифровых устройствах бывает необходимо в разные моменты времени подключать к одной линии (назовем ее выходной) одну из нескольких входных линий. Такая операция коммутации каналов называется мультиплексированием, а устройство, реализующее эту операцию, называется мультиплексором. Выбор входной (информационной) линии осуществляется путем подачи ее номера в виде двоичного кода на управляющие (адресные) входы мультиплексора, коммутирующего 2n линии, как показано на рис. 3.6.

Рис. 3.6.

На входы А0, А1 подается адрес источника информации. Так, например, при подаче кода 00 подключается линия D0, при подаче кода 01 – линия D1 и т.д.

Здесь V – вход синхронизации. ПФ, описывающая работу такого мультиплексора, имеет вид

.

Из данного выражения видно, что для каждого входа D коммутации сигналов адреса в мультиплексоре такие же, как и в дешифраторе. Следовательно, составной частью мультиплексора является дешифратор. Функциональная схема мультиплексора с четырьмя информационными входами D приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7.

3.5. Демультиплексоры

Демультиплексоры предназначены для коммутации одного информационного входного сигнала на 2m входов, где m–число адресных входов, т.е. демультиплексоры выполняют функцию, обратную мультиплексорам.

Условное графическое обозначение демультиплексора с четырьмя информационными выходами представлено на рис. 3.8.

Рис. 3.8.

Переключательные функции выходных сигналов такого демультиплексора аналогичны выражениям, определяющим формирование выходных сигналов дешифратора, использующего синхронизацию по входу D:

; ; ; .

Поэтому в качестве демультиплексора можно применять дешифратор, в котором информационный входной сигнал подан на вход синхронизации.