ТЕМА 3
ДЕШИФРАТОРИ
ЛЕКЦІЯ 1
ЛІНІЙНІ ДЕШИФРАТОРИ
1 Загальні положення
Дешифратори дискретних сигналів відносяться до одних з основних вузлів систем автоматичного керування, телефонних і телеграфних систем комунікації, ЕОМ і різних пристроїв дискретної вимірювальної техніки, систем зв’язку і телемеханіки. Широке розповсюдження отримали три структури дешифраторів: лінійна, каскадна і ступінчата. Ці структури відрізняються одна від одної характером навантаження на джерела вхідних сигналів, числом логічних елементів, часом затримки сигналів, вимогами до коефіцієнту розгалуження логічних елементів.
Дешифратором називається пристрій, в якому в робочому стані активний сигнал з’являється на одному и тільки одному виході.
Дешифратори бувають повні
і неповні.
У повному дешифраторі є
входів і
виходів. У неповному - число виходів
буде менше
.
Умовне позначення дешифратора – DC (decoder).
Наприклад, якщо в повному дешифраторі є 3 входи, то число його виходів дорівнює 8 (рис. 1).
Входи дешифратора називають ще адресними входами, тому що вони задають адрес виходу, що активізується.
Рисунок 1 – Стандартне позначення дешифратора
Крім входів і виходів дешифратор звичайно має вхід Е, який включає дешифратор в роботу. При Е = 1 дешифратор знаходиться в робочому стані. При Е = 0 на всіх виходах встановлюються неактивні сигнали, які дорівнюють нулю, незалежно від того, є чи нема на його входах сигнали.
На практиці широко застосовуються два типи дешифраторів – лінійні і матричні.
2 Лінійні дешифратори
Функціонування лінійного
дешифратора описується системою
логічних функцій
,
.
Для прикладу в табл.1 надано правило
функціонування лінійного дешифратора
з
входами і відповідно 8 виходами.
Таблиця 1 – Таблиця істинності лінійного дешифратора з входами
№ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
3 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
6 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
7 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
8 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
З цієї таблиці одержимо такі логічні рівняння для кожного з виходів дешифратора:
;
;
;
;
;
;
;
.
За цими рівняннями для трьох
вхідних змінних
,
,
будується комбінаційна схема
одноступеневого дешифратора, яка містить
відповідно
виходів. Якщо на входи цього дешифратора
при Е = 1
подати набір змінних 000, то на входах
відповідного елемента I
з’являться 3 одиниці і, отже, на його
виході буде 1, а на кожному з виходів
інших елементів - 0. Функція
відповідно буде дорівнювати 1. Аналогічно
до цього подача на вхід дешифратора
будь-якого іншого набору вхідних змінних
призведе до появи на його виході
відповідного йому елемента I
одиничного сигналу, а на всіх інших
виходах елементів дешифратора з’являться
нулі.
Рисунок 2 – Функціональна схема лінійного дешифратора
Кількість входів, які містяться в лінійному дешифраторі:
. (1)
Для
число
.
3 Реалізація логічних функцій дешифраторами
Оскільки на кожному виході
дешифратора з будь-якої структурою
реалізується конституента одиниці
(див. табл. 1), то очевидно, що з його
допомогою може бути реалізована будь-яка
логічна функція
з числом змінних, яке дорівнює числу
входів дешифратора. Для цього виходи
дешифратора, які відповідають конституентом
1, необхідно з’єднати з допомогою схеми
АБО.
Приклад. Необхідно реалізувати функцію, яка задана в диз’юнктивній нормальній формі, з допомогою дешифратора:
.
Для цього перетворимо її в ДДНФ і подамо у вигляді сум конституент 1:
.
Відповідні отриманим конституентам 1 виходи дешифратора об’єднаємо схемою АБО. В результаті на її виході буде отримана функція (див. рис. 3).
Рисунок 3– Реалізація логічної функції на дешифраторі