الملتيبلكسر - المنتخبات - أجهزة اختيار البيانات Data Selectors والمفاتيح الثنائية Bilateral Switches

المنتخب هو دائرة مجمعة خاصة وهو يعد واحد من أكثر الدوائر القياسية استخداما فى الأنظمة الرقمية .
المجمع (يسمى أيضا منتقى البيانات Data selector ) هو دائرة تمرر أو تختار خرج واحد من بين عدة دخول , يتم التحكم فى الدخل الذى يتم اختياره عن طريق مجموعة من دخول الاختيار Select inputs .
أى أن المنتخبات أو أجهزة اختيار البيانات تعمل كمفاتيح ذات تحكم رقمى .المصطلح " جهاز اختبار البيانات" Data Selector يكون مقبول عند تصميم الجهاز ليعمل كمفتاح كنوع SPDT ( بقطب مفرد ودائرتين ) بينما المصطلح " المنتخب" Multiplexer يكون مقبول عندما تكون عدد الدوائر التى يتحكم فيها المفتاح أكثر من اثنين مثلا SP8T (قطب مفرد وثمانى دوائر) .

الشكل التالى يبين مختار للبيانات بسيط data selector يقوم باختيار واحد من اثنين 1-of-2 باستخدام البوابات المنطقية . مدخل اختيار البيانات لهذه الدائرة يعمل على التحكم فى أى من المداخل (A or B) يمر إلى الخرج: عندما تكون إشارة انتخاب البيانات فى الحالة المرتفعة يتم تمرير passes المدخل B بينما يتم حجز blocked المدخل A . عندما تكون إشارة انتخاب البيانات فى الحالة المنخفضة يتم تمرير المدخل A بينما يتم حجز المدخل B . لفهم طريقة عمل هذه الدائرة فكر فى البوابات AND كبوابات تمكين .

يوجد العديد من منتخبات البيانات على شكل دائرة متكاملة . على سبيل المثال 74LS157 أربع منتخبات من نوع 1-of-2 data selector كما فى الشكل ويعمل المنتخب كأربع مفاتيح تحكم كهربائى من نوع SPDT أى قطب واحد ودائرتين (أو ممكن القول مفتاح نوع 4PDT أى أربعة أقطاب ودائرتين ).

عند وضع منتخب الدخل فى الحالة المرتفعة high (1) يتم السماح للمداخل A1, A2, A3, A4 بالمرور للمخارج Q1, Q2, Q3, Q4 .
وعند وضع منتخب الدخل فى الحالة المنخفضة low (0) يسمح للمداخل B1, B2, B3, B4 بالمرور للمخارج Q1, Q2, Q3, Q4 .
أى من هاتين الحالتين يعتمد فى النهاية على حالة مدخل التمكين .
فعندما تكون حالة مدخل التمكين منخفضة يسمح لجميع بيانات المداخل بالمرور للمخارج حسب ما تم اختياره (لاحظ الحالة المعكوسة لمدخل التمكين والموضحة بالدائرة الصغيرة ) .
وإذا كانت حالة مدخل التمكين مرتفعة لا يتم السماح بمرور أى بيانات .
هذا النوع من التمكين يعرف باسم active-low " فعال وهو منخفض" حيث أن تفعيل الوظيفة ( وهى تمرير البيانات للمخرج) تحدث أو تتم فقط عند وجود مستوى جهد منخفض .
يمكن الاستدلال على المدخل الفعال فى الحالة المنخفضة active-low input بالفقاعة bubble أى الدائرة الصغيرة (فقاعة الانعكاس) كما أن الاسم الخارجى يرفق به خط أو شريط فوقه . احيانا يتم إزالة الفقاعة ووضع شريط على التسمية الداخلية والطريقتان شائعتى الاستخدام .
الشكل التالى يبين multiplexer منتخب 4-line-to-1-line "واحد من أربعة" مبنى بالبوابات المنطقية .هذه الدائرة ناتجة عن إعادة تجميع منتخب البيانات نوع 2-of-1 السابق ولكنه يحتاج إلى مدخل اختيار إضافى لتوفير مجموعة (توليفة –توفيقة- تركيبة) combinations من أربعة عناوين .

يوجد دوائر متكاملة للمنتخبات بسعة مداخل متعددة . على سبيل المثال الدائرة المتكاملة :

74151 8-line-to-1-line multiplexer :
تستخدم ثلاثة مداخل اختيار (S0, S1, S2) لاختيار واحد من بين ثمانى مداخل بيانات ممكنة
(I0 to I7) , وتوصيله للخرج .
لاحظ أن الدائرة المتكاملة فعليا لها مخرجين , واحد حقيقى الطرف 5 (pin 5) والآخر معكوس inverted الطرف 6 (pin 6) .
التمكين بالحالة المنخفضة يجبر الخرج الحقيقى true على الحالة المنخفضة إن كان فى الحالة المرتفعة بغض النظر عن المداخل .

لإنشاء منتخبات أكبر نقوم بتجميع منتخبين صغيرين معا .على سبيل المثال , الشكل يبين 2 منتخب نوع
8-line-to-1-line بالدائرة المتكاملة 74HC151 تم تجميعهما لإنشاء منتخب من نوع
"16 خط إلى 1 خط " 16 - line-to-1-line .

الخيار الآخر هو استخدام الدائرة المتكاملة 74HC150 وهى منتخب من نوع 16-line-to-1-line كما فى الشكل .

المفاتيح الثنائية Bilateral Switches
وأخيرا لنلقى نظرة على جهاز مفيد جدا يسمى المفتاح الثنائى bilateral switch . مثال للمفتاح الثنائى هى الدائرة المتكاملة 4066 المبينة بالشكل . وعلى خلاف المنتخب فهذا الجهاز يعمل مجرد مفتاح تحكم رقمى من نوع SPST (قطب مفرد ودائرة واحدة) أو كأربع بوابات إرسال . باستخدام مدخل التحكم الرقمى نختار المفتاح الذى يكون فى وضع التوصيل on والمفتاح الذى يكون فى وضع الفصل off . لتوصيل مفتاح معين نوصل جهد مرتفع لدخل الاختيار المناظر له .

ملحوظة : للمعلومية فقط

توجد مفاتيح أخرى تستخدم مداخل اختيار رقمية للتحكم فى إشارات تماثلية , المفاتيح التماثلية والمنتخبات تلعب دورا هاما عند بدء الربط بين العالم الرقمى بالعالم التماثلى .

للرد او التعليق او الاستفسار حول هذا المقال