MẠCH ĐA HỢP VÀ MẠCH GIẢI ĐA HỢP

Khái niệm

Trong truyền dữ liệu, để tiết kiệm đường truyền, người ta dùng một đường dây để truyền nhiều kênh dữ liệu, như vậy phải thực hiện viêc chọn nguồn dữ liệu nào trong các nguồn khác nhau để truyền.

Mạch đa hợp hay còn gọi là mạch chọn dữ liệu sẽ làm công việc này.

Ở nơi thu, dữ liệu nhận được phải được chuyển tới các đích khác nhau, ta cần mạch phân bố dữ liệu hay giải đa hợp (H 4.16).

(H 4.16)

Mạch đa hợp

Còn được gọi là mạch chọn dữ liệu, gồm 2ⁿ ngã vào dữ liệu, n ngã vào địa chỉ (hay điều khiển) và một ngã ra. Khi có một địa chỉ được tác động dữ liệu ở ngã vào tương ứng với địa chỉ đó sẽ được chọn.

- Thiết kế mạch đa hợp 4→1

Mạch có 4 ngã vào dữ liệu D₀ . . . . D₃, 2 ngã vào điều khiển AB và ngã ra Y

Bảng sự thật:

Tư bảng sự thật ta có hàm Y như sau:

Và mạch có dạng (H 4.17)

(H 4.17)

Nếu chịu khó quan sát ta sẽ thấy mạch đa hợp 4→1 có thể được thiết kế từ mạch giải mã2 đường sang 4 đường trong đó ngã vào cho phép G đã được tách riêng ra để làm ngã vào dữ liệu (D₀ . . . . D₃) và ngã vào dữ liệu của mạch giải mã đã trở thành ngã vào điều khiển của mạch đa hợp (A, B)

(H 4.18) là ký hiệu một mạch đa hợp với 8 ngã vào dữ liệu, 3 ngã vào điều khiển và 1 ngã ra, ta gọi là đa hợp 8 → 1.

(H 4.18)

Một đa hợp 8 → 1 có ngã ra Y quan hệ với các ngã vào dữ liệu và điều khiển theo hàm :

Tạo hàm:

Một đa hợp 2ⁿ → 1 có thể tạo hàm n biến bằng cách cho các biến vào ngã vào điều khiển và cho trị riêng của hàm vào các ngã vào dữ liệu.

Thí dụ: Để tạo hàm 3 biến bằng đa hợp 8→1 ta viết lại biểu thức của đa hợp

So sánh với biểu thức của hàm viết dưới dạng triển khai theo định lý Shanon thứ nhất

Ta được kết quả:

D₀ = f(0,0,0) ; D₁ = f(0,0,1) , . . . . . . . . . . . D₆ = f(1,1,0) và D₇ = f(1,1,1)

Thí dụ: Tạo hàm:

Ta thấy D₀=D₂=D₃=D₅=D₇=1 nên các ngã vào này được nối lên nguồn, các ngã vào còn lại D₁=D₄=D₆=0 nên được đưa xuống mass (H 4.20).

(H 4.20)

Một đa hợp 2ⁿ → 1 kết hợp với một cổng NOT có thể tạo hàm (n+1) biến. Thí dụ : Tạo hàm

dùng đa hợp 4 → 1 và cổng NOT

Giải

Đa hợp 4 sang 1 thực hiện hàm:

Chuẩn hóa hàm F₁ :

Để Y = F₁ ta phải có:

(H 4.21)

Trên thực tế, ta có đủ các loại mạch đa hợp từ 2 → 1 (IC 74157), 4 → 1 (IC 74153), 8 → 1 (IC 74151) và 16 → 1 (74150) . . . .

Ngoài ra, để chọn dữ liệu là các nguồn tín hiệu tương tự, ta cũng có các đa hợp tương tự với tên gọi khóa tương tự (analog switch), được chế tạo theo công nghệ MOS như IC 4051 (8 kênh) IC 4053 (2 kênh). . . . Cũng có loại khóa sử dụng được cho cả tín hiệu tương tự và số (bilateral switches) như IC 4016, IC 4066,. . mà sinh viên có thể tìm hiểu, sử dụng dễ dàng khi có bảng tra kỹ thuật.

Mạch giải đa hợp

Mạch giải đa hợp thực chất là mạch giải mã trong đó ngã vào cho phép trở thành ngã vào dữ liệu và ngã vào của tổ hợp số nhị phân trở thành ngã vào địa chỉ.

Trên thị trường, người ta chế tạo mạch giải mã và giải đa hợp chung trong một IC, tùy theo điều kiện mà sử dụng. Thí dụ IC 74138 là IC Giải mã 3 sang 8 đường đồng thời là mạch giải đa hợp 1 → 8.

Khi sử dụng IC 74138 làm mạch giải đa hợp, người ta dùng một ngã vào cho phép làm ngã vào dữ liệu và các ngã vào số nhị phân làm ngã vào địa chỉ. (H 4.22a) là IC 74138 dùng giải đa hợp với ngã vào dữ liệu là G2A__ size 12{ {G rSub { size 8{2A} } } cSup { size 8{"__"} } } {}. (H 4.22b) là dạng dữ liệu vào G2A__ size 12{ {G rSub { size 8{2A} } } cSup { size 8{"__"} } } {} và ra ở YD__ size 12{ {Y rSub { size 8{D} } } cSup { size 8{"__"} } } {} (vì CBA=000), các ngã ra khác ( Y1−Y2 size 12{ { size 24{Y} } rSub { size 8{1} } - { size 24{Y} } rSub { size 8{2} } } {})ở mức cao.

(a) (H 4.22) (b)