Was ist ein Multiplexer-IC?
Ein Multiplexer-IC ist ein IC, der mehrere Signale als ein einziges Signal ausgibt.
Er wird auch als MUX, Multiplexer oder Multiplexing Device bezeichnet. In digitalen Schaltungen wird er durch eine rechteckige oder trapezförmige Blockschreibweise mit einem großen Verhältnis von Länge zu Breite dargestellt, wobei sich der Eingang auf der langen Seite und der Ausgang auf der kurzen Seite befindet. Mehrere Multiplexer-ICs können kombiniert werden, um die Anzahl der Eingänge zu erhöhen.
In der Telekommunikation werden Multiplexer häufig eingesetzt, wenn Daten aus mehreren Signalen mit Hilfe von Schaltern, Filtern usw. zu einer einzigen zusammengesetzten Welle für die Übertragung kombiniert werden. Auf der Empfangsseite wird ein Demultiplexer benötigt, der das Signal der zusammengesetzten Welle in mehrere Signale aufteilt, damit die Signale gelesen werden können.
Ein Multiplexer und Demultiplexer, die in einer einzigen Einheit zusammengefasst sind, werden manchmal als Multiplexer bezeichnet und je nach Fall in unterschiedlichen Situationen eingesetzt.
Anwendungen von Multiplexer-ICs
Multiplexer-ICs werden häufig im Bereich des Mobilfunks, in Computerschaltungen und bei der Synthese von Signalen in analogen Schaltungen eingesetzt. Zu den Anwendungen im Bereich der Kommunikation gehören Satellitensignalübermittler, Wi-Fi-Router, ferngesteuerte Roboter und Drohnen.
Bei der Auswahl eines Produkts müssen verschiedene Spezifikationen wie Größe, unterstützte Signale, Spannung und Gehäuseoptionen berücksichtigt werden.
Funktionsweise der Multiplexer-ICs
Die Funktionsweise der Multiplexer-ICs besteht darin, dass sie so konzipiert und entwickelt werden, dass aus einer Reihe von Eingangssignalen Ausgangssignale gebildet werden können. Diese basieren auf der gewünschten Logik, wobei in der Regel digitale Schaltungskombinationen oder analoge Schaltkreise entsprechend den Spezifikationen des jeweiligen ICs verwendet werden. Der digitale Logikentwurf und der analoge Schaltungsentwurf liefern das Verdrahtungslayout von CMOS- und anderen Transistoren, Widerständen, Kondensatoren und anderen Bauteilen, aus denen die erforderlichen Schaltungen im Inneren des ICs bestehen.
Ein normaler Multiplexer-IC besteht aus mehreren Eingangsanschlüssen und einem Ausgangsanschluss, so dass bei N Eingängen das Signal als ein Ausgang mit N quadrierten Signalen von 2 verarbeitet werden kann. Der Mechanismus besteht darin, dass es so viele Schalter gibt, wie es Signaleingänge gibt, und dass die Signale durch Kombination von 0- und 1-Signalen synthetisiert werden.
Ein Multiplexer mit acht Eingängen hat beispielsweise acht Dateneingänge und drei Signalwahlschalter, die die acht Eingangsdaten in dreistelligen Binärzahlen darstellen können. Einige Multiplexer-ICs verfügen über einen zusätzlichen Schutz gegen Abschaltung, Überspannung und Kurzschluss, indem IC-Chips mit Kondensator- und Spulenfunktionen eingebaut sind. Es sind auch Produkte mit optimierten Verstärkern und Filtern erhältlich, die hohe Frequenzen verarbeiten und Signale mit hoher Präzision übertragen können.
Weitere Informationen zu Multiplexer-ICs
1. Multiplexer-Schaltung (digital)
Beim Aufbau eines Multiplexer-ICs mit digitalen Schaltungen wird eine kombinatorische Schaltung als Baustein verwendet. Zu den Komponenten einer kombinatorischen Schaltung gehören UND-, NICHT- und ODER-Schaltungen.
Flip-Flop-Schaltungen, die häufig in digitalen Schaltungen verwendet werden, haben eine Datenerhaltungsfunktion und werden in der Regel nicht in Multiplexer-Schaltungen verwendet, sondern sind Bestandteile von sequentiellen Schaltungen.
2. Beispiele für Multiplexer-IC-Konfigurationen (analog)
Multiplexer-ICs werden häufig in analogen Schaltungen verwendet, insbesondere für Kommunikationsanwendungen, wie z. B. Antennenschalter und Frequenzband-Schaltfilterschaltungen, die die Signale zum Senden und Empfangen um die Antenne herum schalten.
In neueren Anwendungen der Mobilkommunikation werden SOI-CMOS-Schalter als IC-Komponenten verwendet und mit auf digitalen Schaltungen basierenden seriellen Schnittstellenfunktionen für Übertragung und Empfang ausgestattet.