Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.


Digitaler Multiplexer

Oft steht man vor dem Problem, mehrere digitale Signale abwechselnd auf eine Leitung zu legen. Dies kann man durch sogenannte Multiplexer (MUX) erreichen. Einen einfachen aus wenigen Gattern aufgebauten Multiplexer zeigt folgende Abbildung:
Multiplexer aufgebaut aus Gattern

Die beiden Eingangssignale IN1 und IN2 können wahlweise auf den Ausgang OUT gelegt werden, indem die Auswahlleitung SEL entweder auf LOW oder HIGH gelegt wird. Falls an SEL LOW-Pegel liegt, wird das Gatter G2 gesperrt, da an einem seiner Eingänge dauernd LOW-Pegel anliegt und ein logische UND mit LOW immer LOW ergibt. Das Gatter G1 lässt das Eingangssignal unverändert durch, da an seinen Eingängen das Auswahlsignal SEL invertiert anliegt (also HIGH). Die Ausgänge der beiden UND-Gatter werden mit einem ODER verknüpft.

Man kann die Funktionen des oben abgebildeten Multiplexers auch in Form einer Wahrheitstafel darstellen

SEL IN1 IN2 OUT
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 1
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1

Hat man mehr als zwei Eingänge, die auf einen Ausgang geschaltet werden, so benötigt man mehrere Auswahlleitungen, wobei jede Kombination der Select-Leitungen der Auswahl eines Eingangs entspricht.

In der Praxis wird man Multiplexer nie aus einzelnen Gattern aufbauen (oder nur, falls der Aufbau unkritisch ist und noch die nötigen Gatter frei sind), sondern auf integrierte Schaltungen zurückgreifen, die dann auch in Hinblick auf die Verzögerungszeiten optimiert sind. Es gibt eine Menge verschiedener MUX-Typen (Zahl der Eingänge, Art des Ausgangs, Zahl der Multiplexer pro IC, etc.), die folgende Tabelle gibt einen kurzen Überblick auf gebräuchliche Multiplexer:

Typ Techn. KZ td [ns] Bemerkungen
74150 TTL 16-1 20 nur TTL-Version
74LS151 TTL 8-1 21  
74LS153 TTL 4-1 20 2-fach
74LS157 TTL 2-1 14 4-fach
74LS158 TTL 21- 13 4-fach, invertierend
74LS251 TTL 81- 15 tri-state
74LS253 TTL 4-1 20 2-fach, tri-state
74LS257 TTL 2-1 18 4-fach, tri-state
74LS258 TTL 2-1 18 4-fach, tri-state
CD4016 CMOS 1-1 20 4-fach analog Schalter
CD4066 CMOS 1-1 25 4-fach analog Schalter
CD4512 CMOS 8-1 225 analog MUX
74HC151 HCMOS 8-1 26  
74HC253 HCMOS 4-1 24 2-fach
KZ .... Zahl der Kanäle;     td .... Verzögerungszeit

 


Last Update: 2008-05-31