Multiplexer و Demultiplexer: أنواع واختلافاتهم

جرب أداة القضاء على المشاكل





في الأنظمة الرقمية الكبيرة الحجم ، يلزم وجود خط واحد لنقل إشارتين رقميتين أو أكثر - وبالطبع! في كل مرة ، يمكن وضع إشارة واحدة على خط واحد. ولكن المطلوب هو جهاز يسمح لنا باختيار الإشارة التي نرغب في وضعها على خط مشترك ، ويشار إلى هذه الدائرة باسم مُضاعِف الإرسال. تتمثل وظيفة معدد الإرسال في تحديد مدخلات أي خطوط إدخال 'n' وتزويدها بخط إخراج واحد. تتمثل وظيفة مزيل تعدد الإرسال في عكس وظيفة مُضاعِف الإرسال. الأشكال المختصرة لمضاعف الإرسال و مزيل تعدد الإرسال هي مسك الغزال و demux. تقوم بعض معددات الإرسال بكليهما مضاعفة وعمليات فك تعدد الإرسال. تتمثل الوظيفة الرئيسية لمُعدِّد الإرسال في أنه يجمع إشارات الإدخال ، ويسمح بضغط البيانات ، ويشارك قناة إرسال واحدة. تقدم هذه المقالة نظرة عامة على معدد الإرسال ومزيل تعدد الإرسال.

ما هو Multiplexer و Demultiplexer؟

في الشبكة انتقال ، كلاهما معدد الإرسال ومزيل تعدد الإرسال الدوائر التوافقية . يختار معدد الإرسال مدخلات من عدة مدخلات ثم يتم نقلها في شكل سطر واحد. اسم بديل لمضاعف الإرسال هو MUX أو محدد البيانات. يستخدم مزيل تعدد الإرسال إشارة إدخال واحدة ويولد العديد منها. لذلك يُعرف باسم Demux أو موزع البيانات.




المضاعف و demultiplexer

المضاعف و demultiplexer

ما هو معدد؟

المضاعف هو جهاز يحتوي على مدخلات متعددة ومخرج خط واحد. تحدد خطوط التحديد الإدخال المتصل بالمخرجات ، وتزيد أيضًا من كمية البيانات التي يمكن إرسالها عبر الشبكة خلال فترة زمنية معينة. ويسمى أيضًا محدد البيانات.



يعد المفتاح متعدد المواضع أحادي القطب مثالًا بسيطًا على دائرة غير إلكترونية لمُضاعِف الإرسال ، ويستخدم على نطاق واسع في العديد من الدوائر الإلكترونية . يتم استخدام معدد الإرسال لإجراء تبديل عالي السرعة ويتم إنشاؤه بواسطة مكونات الكترونية .

معدد

معدد

معددات الإرسال قادرة على التعامل مع كل من التناظرية و التطبيقات الرقمية . في التطبيقات التناظرية ، تتكون معددات الإرسال من مرحلات ومفاتيح ترانزستور ، بينما في التطبيقات الرقمية ، تُبنى معددات الإرسال من معيار بوابات المنطق، بوابات منطقية . عند استخدام معدد الإرسال للتطبيقات الرقمية ، يطلق عليه معدد الإرسال الرقمي.

أنواع المضاعفات

يتم تصنيف معددات الإرسال إلى أربعة أنواع:


  • 2-1 معدد (1 حدد خط)
  • 4-1 معدد إرسال (خطان محددان)
  • 8-1 معدد إرسال (3 خطوط محددة)
  • 16-1 معدد إرسال (4 خطوط محددة)

4 إلى 1 معدد

يشتمل معدد الإرسال 4X1 على 4 بتات إدخال و 1 بتة خرج و 2 بت تحكم. بتات الإدخال الأربعة هي 0 و D1 و D2 و D3 ، على التوالي يتم إرسال واحدة فقط من بتات الإدخال إلى المخرجات. يعتمد o / p 'q' على قيمة إدخال التحكم AB. تحدد بتة التحكم AB أي بتة بيانات i / p ينبغي أن ترسل الإخراج. يوضح الشكل التالي مخطط دائرة معدد الإرسال 4X1 باستخدام بوابات AND. على سبيل المثال ، عندما تكون وحدات التحكم AB = 00 ، يُسمح ببوابات AND الأعلى بينما تكون البوابات AND المتبقية مقيدة. وبالتالي ، يتم إرسال إدخال البيانات D0 إلى الإخراج 'q'

4X1 مكس

4X1 مكس

إذا تم تغيير إدخال التحكم إلى 11 ، فسيتم تقييد جميع البوابات باستثناء بوابة AND السفلية. في هذه الحالة ، يتم إرسال D3 إلى الإخراج ، و q = D0. إذا تم تغيير إدخال التحكم إلى AB = 11 ، فسيتم تعطيل جميع البوابات باستثناء بوابة AND السفلية. في هذه الحالة ، يتم نقل D3 إلى الإخراج ، و q = D3. أفضل مثال على معدد إرسال 4 × 1 هو IC 74153. في هذا IC ، يكون o / p هو نفسه i / p. مثال آخر لمضاعف 4X1 هو IC 45352. في هذا IC ، o / p هو مكمل لـ i / p

8 إلى 1 معدد

يتكون معدد الإرسال من 8 إلى 1 من 8 خطوط إدخال وخط إخراج واحد و 3 خطوط اختيار.

8 إلى 1 مكس

8 إلى 1 مكس

8-1 دائرة المضاعف

لتوليف إدخال التحديد ، يتم توصيل خط البيانات بخط الإخراج. الدائرة الموضحة أدناه هي معدد إرسال 8 * 1. يتطلب معدد الإرسال من 8 إلى 1 8 بوابات وبوابة واحدة و 3 خطوط اختيار. كمدخل ، فإن مجموعة مدخلات الاختيار تعطي للبوابة AND مع خطوط بيانات الإدخال المقابلة.

بطريقة مماثلة ، يتم ربط جميع بوابات AND. في هذا المضاعف 8 * 1 ، لأي إدخال لخط التحديد ، تعطي بوابة AND قيمة 1 وتعطي جميع البوابات AND المتبقية 0. وأخيرًا ، باستخدام بوابات OR ، تتم إضافة جميع البوابات AND ، وهذا سيكون يساوي القيمة المحددة.

8-to-1 Mux Circuit

8-to-1 Mux Circuit

مزايا وعيوب معدد الإرسال

ال مزايا المضاعف تشمل ما يلي.

  • في معدد الإرسال ، يمكن تقليل استخدام عدد من الأسلاك
  • يقلل من التكلفة وكذلك تعقيد الدائرة
  • يمكن تنفيذ عدد من الدوائر المركبة باستخدام معدد الإرسال
  • لا تتطلب Mux خرائط K والتبسيط
  • يمكن أن يجعل معدد الإرسال دائرة النقل أقل تعقيدًا واقتصادية
  • يكون تبديد الحرارة أقل بسبب تيار التحويل التناظري الذي يتراوح من 10 مللي أمبير إلى 20 مللي أمبير.
  • يمكن توسيع قدرة معدد الإرسال لتبديل الإشارات الصوتية وإشارات الفيديو وما إلى ذلك.
  • يمكن تحسين موثوقية النظام الرقمي باستخدام MUX لأنه يقلل من عدد التوصيلات السلكية الخارجية.
  • يستخدم MUX لتنفيذ عدة دوائر توافقية
  • يمكن تبسيط التصميم المنطقي من خلال MUX

ال مساوئ المضاعف تشمل ما يلي.

  • مطلوب تأخيرات إضافية في منافذ التحويل وإشارات الإدخال / الإخراج التي تنتشر عبر معدد الإرسال.
  • المنافذ التي يمكن استخدامها في نفس الوقت لها قيود
  • يمكن معالجة تبديل المنافذ عن طريق إضافة تعقيد البرامج الثابتة
  • يمكن التحكم في مُضاعِف الإرسال باستخدام منافذ إدخال / إخراج إضافية.

تطبيقات معددات

تُستخدم معددات الإرسال في تطبيقات مختلفة حيث يلزم نقل بيانات متعددة باستخدام خط واحد.

نظام الاتصال

إلى نظام الاتصال لديه شبكة اتصالات ونظام نقل. باستخدام معدد إرسال كفاءة نظام الاتصال يمكن زيادتها عن طريق السماح بنقل البيانات ، مثل بيانات الصوت والفيديو من قنوات مختلفة عبر خطوط مفردة أو كبلات.

ذاكرة الكمبيوتر

تُستخدم معددات الإرسال في ذاكرة الكمبيوتر للحفاظ على قدر هائل من الذاكرة في أجهزة الكمبيوتر ، وكذلك لتقليل عدد الخطوط النحاسية المطلوبة لتوصيل الذاكرة بأجزاء أخرى من الكمبيوتر.

شبكة الهاتف

في شبكات الهاتف ، يتم دمج إشارات صوتية متعددة في خط إرسال واحد بمساعدة معدد إرسال.

الإرسال من نظام الكمبيوتر للقمر الصناعي

يستخدم معدد الإرسال لنقل إشارات البيانات من نظام الكمبيوتر لمركبة فضائية أو قمر صناعي إلى النظام الأرضي عن طريق باستخدام القمر الصناعي GSM .

ما هو الديمولتيبليكسير؟

De-multiplexer هو أيضًا جهاز به إدخال واحد وخطوط إخراج متعددة. يتم استخدامه لإرسال إشارة إلى أحد الأجهزة العديدة. يتمثل الاختلاف الرئيسي بين معدد الإرسال ومضاعف الإرسال في أن معدد الإرسال يأخذ إشارتين أو أكثر ويرمزهما على سلك ، في حين أن مزيل الإرسال يقوم بعكس ما يفعله معدد الإرسال.

ديمولتيبليكسير

ديمولتيبليكسير

أنواع الديمولتيبليكسير

يتم تصنيف الديمولتيبليكسرات إلى أربعة أنواع

  • 1-2 مزيل تعدد الإرسال (سطر واحد محدد)
  • 1-4 مزيل تعدد الإرسال (خطان محددان)
  • 1-8 مزيل تعدد الإرسال (3 خطوط محددة)
  • 1-16 مزيل تعدد الإرسال (4 خطوط محددة)

1-4 ديمولتيبليكسير

تشتمل وحدة إزالة تعدد الإرسال من 1 إلى 4 على 1 بتة إدخال ، و 4 بتات خرج ، وبتات تحكم. يظهر الرسم التخطيطي لدائرة مزيل تعدد الإرسال 1X4 أدناه.

1X4 ديموكس

1X4 ديموكس

تعتبر بتة i / p بمثابة بيانات D. يتم إرسال بت البيانات هذا إلى بت البيانات لخطوط o / p ، والتي تعتمد على قيمة AB والتحكم i / p.

عندما يكون عنصر التحكم i / p AB = 01 ، يُسمح بالبوابة الثانية العلوية بينما تكون البوابات AND المتبقية مقيدة. وبالتالي ، يتم إرسال بت البيانات D فقط إلى المخرجات ، و Y1 = البيانات.

إذا كانت بت البيانات D منخفضة ، فإن الناتج Y1 يكون منخفضًا. إذا كانت بت البيانات D عالية ، يكون الناتج Y1 مرتفعًا. تعتمد قيمة المخرجات Y1 على قيمة بت البيانات D ، والمخرجات المتبقية في حالة منخفضة.

إذا تغير إدخال التحكم إلى AB = 10 ، فسيتم تقييد جميع البوابات باستثناء البوابة الثالثة AND من الأعلى. بعد ذلك ، يتم إرسال بت البيانات D فقط إلى الناتج Y2 و Y2 = البيانات. . أفضل مثال على مزيل تعدد الإرسال 1X4 هو IC 74155.

1-8 ديمولتيبليكسير

يُطلق على أداة إزالة تعدد الإرسال أيضًا موزع البيانات لأنها تتطلب إدخالًا واحدًا و 3 سطورًا محددة و 8 مخرجات. يأخذ De-multiplexer خط بيانات إدخال واحد ثم يقوم بتبديله إلى أي خط من خطوط الإخراج. يظهر الرسم التخطيطي لدائرة مزيل تعدد الإرسال من 1 إلى 8 أدناه ويستخدم 8 بوابات و 8 بوابات لتحقيق العملية.

1-8 حلبة Demux

1-8 حلبة Demux

تعتبر بتة الإدخال بمثابة بيانات D ويتم نقلها إلى خطوط الإخراج. هذا يعتمد على قيمة إدخال التحكم في AB. عندما AB = 01 ، يتم تمكين البوابة الثانية العلوية F1 ، بينما يتم تعطيل بوابات AND المتبقية ، ويتم نقل بت البيانات إلى المخرج مما يعطي F1 = البيانات. إذا كان D منخفضًا ، يكون F1 منخفضًا ، وإذا كان D مرتفعًا ، يكون F1 مرتفعًا. لذا فإن قيمة F1 تعتمد على قيمة D ، والمخرجات المتبقية في الحالة المنخفضة.

مزايا وعيوب الديمولتيبليكسير

ال مزايا demultiplexe ص تشمل ما يلي.

  • يتم استخدام مزيل تعدد الإرسال أو Demux لتقسيم الإشارات المتبادلة مرة أخرى إلى تدفقات منفصلة.
  • وظيفة Demux هي عكس MUX تمامًا.
  • يحتاج نقل إشارات الصوت أو الفيديو إلى مزيج من Mux و Demux.
  • يستخدم Demux كأداة فك ترميز داخل أنظمة الأمن للقطاعات المصرفية.
  • يمكن تحسين كفاءة نظام الاتصالات من خلال الجمع بين Mux & Demux.

ال مساوئ مزيل تعدد الإرسال تشمل ما يلي.

  • قد يحدث إهدار في عرض النطاق الترددي
  • بسبب تزامن الإشارات ، قد يحدث تأخير

تطبيقات الديمولتيبليكسير

تُستخدم أجهزة إزالة تعدد الإرسال لتوصيل مصدر واحد بوجهات متعددة. تشمل هذه التطبيقات ما يلي:

نظام الاتصال

يتم استخدام كل من Mux و demux في أنظمة الاتصالات لتنفيذ عملية نقل البيانات. يستقبل مزيل الإرسال إشارات الخرج من معدد الإرسال وفي نهاية المستقبل ، يحولها مرة أخرى إلى الشكل الأصلي.

وحدة المنطق الحسابية

يتم تغذية خرج وحدة ALU كمدخل إلى مزيل الإرسال ، ويتم توصيل خرج مزيل تعدد الإرسال بسجلات متعددة. يمكن تخزين خرج ALU في سجلات متعددة.

المسلسل إلى المحول المتوازي

يستخدم هذا المحول لإعادة بناء البيانات المتوازية. في هذه التقنية ، تُعطى البيانات التسلسلية كمدخل إلى مزيل الإرسال في فترة زمنية منتظمة ، ويتم إرفاق عداد بمزيل تعدد الإرسال عند إدخال التحكم لاكتشاف إشارة البيانات عند إخراج مزيل تعدد الإرسال. عندما يتم تخزين جميع إشارات البيانات ، يمكن قراءة إخراج demux بالتوازي.

الفرق بين Multiplexer و Demultiplexer

تتم مناقشة الفرق الرئيسي بين معدد الإرسال ومزيل تعدد الإرسال أدناه.

معدد ديمولتيبليكسير
المضاعف (Mux) هو دائرة توافقية تستخدم العديد من مدخلات البيانات لتوليد مخرج واحد.مزيل تعدد الإرسال (Demux) هو أيضًا دائرة توافقية تستخدم مدخلًا واحدًا يمكن توجيهه عبر عدة مخرجات.
يتضمن المضاعف العديد من المدخلات والمخرج الفردييتضمن Demultiplexer مدخلات فردية وعدة مخرجات
معدد الإرسال هو محدد البياناتمزيل تعدد الإرسال هو موزع بيانات
إنه مفتاح رقميإنها دائرة رقمية
إنه يعمل على مبدأ كثيرين لواحدإنه يعمل على مبدأ واحد إلى متعدد
يتم استخدام التوازي مع التحويل التسلسلي في معدد الإرساليتم استخدام التحويل التسلسلي إلى المتوازي في Demultiplexer
معدد الإرسال المستخدم في TDM (تعدد الإرسال بالتقسيم الزمني موجود في نهاية جهاز الإرسالمزيل تعدد الإرسال المستخدم في TDM (تعدد الإرسال بالتقسيم الزمني موجود في نهاية جهاز الاستقبال
المضاعف يسمى MUXيسمى مزيل تعدد الإرسال Demux
لا يستخدم أي بوابات إضافية أثناء التصميمفي هذا ، من الضروري وجود بوابات إضافية أثناء تصميم العرض التوضيحي
في Multiplexer ، تُستخدم إشارات التحكم لاختيار المدخلات المحددة التي يجب إرسالها عند الإخراج.يستخدم مزيل تعدد الإرسال إشارة التحكم للسماح لنا بتضمين العديد من المخرجات.
يستخدم معدد الإرسال لتحسين كفاءة نظام الاتصال باستخدام بيانات الإرسال مثل نقل الصوت والفيديو.يحصل جهاز Demultiplexer على إشارات o / p من Mux وقام بتغييرها إلى الشكل الفريد في نهاية جهاز الاستقبال.
الأنواع المختلفة من معددات الإرسال هي 8-1 MUX و 16-1 MUX و 32-1 MUX.الأنواع المختلفة من demultiplexers هي 1-8 Demux ، 1-16 Demux ، 1-32 Demux.
في معدد الإرسال ، تُستخدم مجموعة خطوط التحديد للتحكم في الإدخال المحددفي مزيل تعدد الإرسال ، يمكن التحكم في اختيار خط الإخراج من خلال قيم بت لخطوط التحديد n.

الفرق الرئيسي بين Multiplexer و Demultiplexer

تتم مناقشة الاختلافات الرئيسية بين معدد الإرسال ومزيل تعدد الإرسال أدناه.

  • تُستخدم الدوائر المنطقية التوافقية مثل مُضاعِف الإرسال ومزيل تعدد الإرسال داخل أنظمة الاتصالات ، ولكن وظيفتها تتعارض تمامًا مع بعضها البعض لأن أحدهما يعمل على مدخلات متعددة بينما يعمل الآخر على المدخلات فقط.
  • Multiplexer أو Mux هو جهاز N-to-1 بينما جهاز فك تعدد الإرسال هو جهاز 1 إلى N.
  • يستخدم معدد الإرسال لتحويل العديد من الإشارات التناظرية أو الرقمية إلى إشارة o / p واحدة عبر خطوط تحكم مختلفة. يمكن تحديد خطوط التحكم هذه باستخدام هذه الصيغة مثل 2n = r حيث 'r' هو رقم إشارات i / p و 'n' هو رقم خطوط التحكم المطلوبة.
  • طريقة تحويل البيانات المستخدمة في MUX موازية للتسلسل وليس من الصعب فهمها لأنها تستخدم مدخلات مختلفة. ومع ذلك ، يعمل DEMUX بشكل عكسي تمامًا على MUX مثل التحويل التسلسلي إلى المتوازي. لذلك ، يمكن تحقيق عدد المخرجات في هذه الحالة.
  • يتم استخدام مزيل تعدد الإرسال لتحويل إشارة i / p إلى عدة إشارات. يمكن تحديد عدد إشارات التحكم باستخدام نفس صيغة MUX.
  • يتم استخدام كل من Mux و Demux لنقل البيانات عبر شبكة بنطاق ترددي أقل. لكن معدد الإرسال يستخدم في نهاية المرسل بينما يستخدم Demux في نهاية المستقبل.

هذه هي المعلومات الأساسية حول معددات الإرسال و demultiplexers. آمل أن تكون قد حصلت على بعض المفاهيم الأساسية حول هذا الموضوع من خلال مراقبة الدوائر المنطقية وتطبيقاتها. يمكنك كتابة آرائك حول هذا الموضوع في قسم التعليقات أدناه.

اعتمادات الصورة