Multiplexadores e Demultiplexadores

Transmissão e Recepção de Dados

O mux e o demux são muito utilizados na transmissão e recepção de informações digitais (ou dados). Esta importância se verifica pelo fato de se dispor, muitas vezes, de um único canal de comunicação para a transmissão de informações de fontes diferentes, que pode ser realizada pelo mux, e recepção de várias informações em intervalos de tempo diferentes por um único canal de comunicação, que podem ser separadas por um demux para serem enviadas à sistemas digitais diferentes.

Nota-se que o dado presente na entrada E₀ do multiplexador deve ser transmitido, num determinado momento, pelo canal de comunicação para ser recebido pelo sistema conectado à saída S₀, o mesmo ocorrendo com E₁ em relação a S₁ e assim sucessivamente. O mesmo ocorre quando se tem uma informação de vários bits para ser transmitida por um único canal de comunicação, ou seja, ela deve ser serializada pelo mux e recuperada pelo demux na forma original, isto é, paralela.

Em ambos os casos as variáveis de seleção do mux e do demux devem estar sincronizadas para que uma informação chegue ao destino certo ou para que a recuperação de uma informação transmitida serialmente seja correta. Fica claro também, que o tempo de transmissão, que determina a sincronia, é importante quando se trata de transmissão e recepção de informações multiplexadas.

Associação de Demultiplexadores

Como nos multiplexadores, vários circuitos demultiplexadores podem ser associados também para ampliar o número de canais de saída para uma única entrada ou ampliar o número de entradas para se obter mais de um canal de saída ativos simultaneamente.

Associação paralela de demultiplexadores:

Esta associação é utilizada para a ampliação do número de canais de saída, quando se necessita demultiplexar informações digitais de vários bits simultaneamente.

Exemplo: Deseja-se demultiplexar três informações diferentes (I₁, I₂ e I₃) cada uma composta de 4 bits (S₁₁,S₁₂,S₁₃; S₂₁, S_22, S₂₃, ... ).

Associação série de demultiplexadores:

Utilizada para a ampliação da capacidade de canais de saída, bastando ligar os Demux de saída em um Demux de entrada.

Exemplo: Deseja-se obter um Demux de 16 canais utilizando circuitos Demux de 4 canais.

DEMUX de Oito Canais

Procede-se da mesma maneira para verificar o funcionamento e o circuito dos demultiplexadores de 8, 16, 32, ... canais, sendo que o número de canais de saída dobra a cada incremento no número de variáveis de seleção para um demux.

DEMUX de Quatro Canais

Um Demux de quatro canais ou saídas precisa de duas variáveis de seleção, pois:

n = 2^m= 2² =4

Onde: A e B são as variáveis de seleção.

Expressão lógica da saída:

S₀= A'.B'.E

S₁ = A'.B.E

S₂ = A.B'.E

S₃= A.B.E

Circuitos do demux de quatro canais:

DEMUX de Dois Canais

Um Demux de dois canais (ou saídas) precisa de apenas uma variável de seleção, pois:

n = 2^m = 2¹ = 2

O funcionamento é dado pela tabela abaixo:

Onde:

E - entrada;

A - variável de seleção;

S_n - saídas.

Expressões lógicas das saídas:

S0= E

S1 = E.A

Circuito do demux de dois canais:

Demultiplexadores

O demultiplexador ou demux é um circuito combinacional dedicado possuindo uma entrada e duas ou mais saídas. Sua finalidade é selecionar, através de variáveis de seleção, qual de suas saídas deve receber a informação presente em sua única entrada, executando a operação inversa realizada pelo mux.

Genericamente um demux pode ser representado pelo modelo abaixo:

Da mesma forma que o mux, no demux o número de entradas está relacionado com o número de variáveis de seleção, ou seja:

n = 2^m

Onde:

n - número de canais de saída;

m - número de variáveis de seleção.

Então em um demux com duas variáveis de seleção (m=2) podem ser obtidas quatro combinações diferentes possibilitando a seleção de quatro canais de saída. Em um demux com três variáveis de seleção (m=3) podem ser obtidas oito combinações diferentes, possibilitando a seleção de oito canais de saída. Dentre as várias aplicações do demux podemos citar:

• seleção de circuitos que devem receber uma determinada informação digital;

• conversão de informação serial em paralela;

• recepção e demultiplexação de informações de forma compatível com o sistema de demultiplexação.

Associação de Multiplexadores

Os multiplexadores podem ser encontrados prontos em circuitos integrados comerciais, mas o número de entradas é limitado em cada circuito destes devido ao tamanho e número de terminais de conexão. Quando se necessita de um mux com uma quantidade de canais de entrada maior do que os encontrados comercialmente em um circuito integrado, ou quando é necessário multiplexar mais de um canal de saída simultaneamente, basta fazer a associação conveniente de vários multiplexadores de forma a ampliar o número de canais de entrada ou o número de canais de saída.

Associação paralela de multiplexadores:

Esta associação é importante quando se necessita selecionar informações digitais de vários bits simultaneamente. Para isto, basta utilizar um mux com um número de canais de entrada igual ao número de informações a serem multiplexadas sendo o número de mux's igual ao número de bits destas informações.

Exemplo: Deseja-se multiplexar informações provenientes de quatro circuitos diferentes, indicadas respectivamente por E₁, E₂, E₃ e E₄. Cada informação é composta de 3 bits (E₁₁, E₁₂, E₁₃, E₂₁, E₂₂, E₂₃, ... ) e apenas uma informação de 3 bits deve estar presente na saída por vez. O circuito de multiplexação pode ser implementado com 3 circuitos mux de quatro entradas cada:

Associação série de multiplexadores:

Esta associação é uma ampliação da capacidade dos canais de entrada, e consiste em uma variação da associação paralela, pois, para ampliar a capacidade de canais de entrada, basta multiplexar as saídas de mais de um mux de entrada através de um mux de saída.

Exemplo: Deseja-se obter um mux de 16 canais utilizando apenas circuitos mux de 4 canais. Para isto, basta utilizar um mux de saída multiplexando 4 mux de entrada:

Note que as variáveis de seleção do mux resultante são A, B, C e D, sendo a variável "A" o bit mais significativo (mux de saída) e a variável "D" o bit menos significativo (mux de entrada).