Taller de electrónica: Multiplexores y demultiplexores

Nunca viene mal darle un repaso a la teoría electrónica, que al fin y al cabo es la base del funcionamiento de todos los aparatos tecnológicos que nos rodean. En el siguiente artículo explicaremos qué son los multiplexores y los demultiplexores, sus tipos y los componentes necesarios para montar un multiplexor. ¡Tomad apuntes! ;)

Los muliplexores o selectores de datos hacen que podamos transmitir el dato de entrada que nosotros queramos en cada momento a una salida determinada. Su circuito inverso es el demultiplexor. Sirven para dirigir la información digital procedente de diversas fuentes a una única línea para ser trasmitida a través de dicha línea a un destino común, es decir, que puede servir para comunicarnos vía serie.

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Multiplexores

Un multiplexor o mux es un circuito combinacional que permite que, teniendo varias entradas, podamos a través de un selector transmitir en la salida el dato que queramos.

Un multiplexor tiene D entradas, una única salida y E entradas de selección, que cumplen la fórmula D=2ᴱ (las entradas de selección son proporcionales a las entradas del multiplexor).

Un multiplexor puede tener, por ejemplo, 8 entradas (10 a 17), 3 selectores (S0, S1 y S2), una E (terminal de inhibición) que tiene que estar conectado a masa para que funcione el multiplexor y por último la salida Z y Z͞ (donde nos da la salida negada).

Hay distintos tipos de multiplexores de 2, 4, 8, 16…entradas, de paralelo a serie. Sus aplicaciones son muy variadas, los podemos encontrar en generadores de funciones lógicas, display multiplexor de 7 segmentos, etc.

Imagen 1. Circuito electrónico de la placa de pruebas.

Multiplexor de dos entradas

Este multiplexor tiene dos entadas D0 y D1, una salida S y un selector E. Cuando el selecto E esté en la posición 1 en la salida, tendremos lo mismo que en la entrada 1, mientras que cuando el selector está en 0 tendremos en la salida los datos de D0. Por lo tanto, la ecuación de salida nos quedará S=DØ-E+D1-E.

Nota: existen los multiplexores de interruptores electrónicos, que su principal diferencia está en que el selector lo tienen eléctrico, es decir, que va dando impulsos dependiendo del nivel lógico que hay en el terminal de control.

Multiplexor de cuatro entradas

Este multiplexor tiene 4 entradas, 2 selectores y una salida. Vemos que cumple la fórmula D=2ᴱ, ya que tenemos cuatro entradas, por lo tanto, E (selectores) serán dos.

Solo nos interesa la entrada seleccionada, las otras entradas no influyen en la salida. Con la combinación E1 y E2 podemos saber el dato que sale:

0 0 1ˆD1, 1 0ˆ>D2y 1

Nota: un multiplexor sea cual sea el número de entradas tendrán aproximadamente el mismo tipo de tabla pero con más variables de entrada, más variables de selector pero no de salida, como máximo tendrá una salida normal y otra con la misma negada.

Multiplexores para la conversión de paralelo a serie

Primero de todos hemos de saber que la transmisión de datos de un sistema electrónica a otro se efectúa a través de un conductor llamado bus de diatos.

La forma más rápida de transmitir los datos sería en transmisión en paralelo, con un cable para cada dato. Pero el problema es que saldría muy caro, por lo tanto, se ha creado la transmisión en serie. Esta transmisión lo que hace es pasar por el mismo cable todos los datos, de uno en uno, aunque sea más lento en paralelo.

Por lo tanto, podemos decir que cualquier multiplexor pasa de un número de entradas en paralelo a una salida en serie, seleccionando cada vez una.

Demultiplexores

Los demultiplexores o demux son circuitos combinacionales que hacen la función contraria al multiplexor, es decir, pasa una entrada de 8 salidas dependiendo del selector. Siempre tiene una entrada de datos, unas entradas de selección E y unas salidas S, donde se cumple que S=2ᴱ.

Hay diferentes tipos de demultiplexores de 2, 4, 8… salidas, hemos de tener en cuenta que se tratan de salidas, no entradas como en el multiplexor.

Otro tipo de demultiplexor es el convertidor serie-paralelo, que podría ser cualquier de los dichos anteriormente, ya que su principal función es pasar los datos que les llegan a través de un solo cable de varias salidas, dependiendo de los selectores. Un ejemplo sería conectar un codificador donde le llegan 4 datos, con dos salidas (S0 y S1) que conectadas en serie con un demultiplexor en las entradas de selección (E0 y E1) y una entrada de datos (una palabra de 4 bits D0, D1, D2, D3 uno cada vez) saldrían los mismos datos pero en las distintas salidas del demultiplexor.

Demultiplexor de dos salidas

La selección de E determina el camino que toma el dato que hay en D.

Podemos observar que en las salidas (S1 y S0), si E toma el valor 0 o 1 independientemente de lo que haya en D, saldrá en la salida seleccionada, es decir, si tenemos un 0 en D cuando E=O en S0 saldrá un 0, mientras que en la otra salida no seleccionada se podrá observar un 0. Observando la tabla vemos:

Sǫ=E-D; S ˆE-D.

Demultiplexor de cuatro salidas

Un demultiplexor de cuatro salidas tiene dos selectores y como todos los demultiplexores una sola entrada. En la tabla solo tendría valor la salida que marca el selector en cada momento, mientras que las otras están a cero.

Vista del circuito multiplexor terminado.

Componentes del montaje

Los componentes necesarios (los valores los podemos observar en la Imagen 1), son los siguientes:

Condensadores: los condensador de tipo electrolítico tienen una determinada posición sobre los espacios C1 y C2. Distinguirá su positivo, por el signo +. Mientras que C3, C4 y C5 son cerámicos y no tienen polaridad.

Diodo LED: tienen un terminal más largo que el otro para diferenciar su polaridad, el A-ánodo (largo) y K-cátodo (corto), pudiéndose diferenciar también por su circunferencia recortada en un extremo, que corresponde al cátodo o negativo.

Switch: este dispositivo va soldado en el espacio correspondiente. Se compone de 8 interruptores miniatura en un bloque.

Pulsador: se situará de tal forma que coincida el ‘punto’ del dispositivo con el punto dibujado en la placa de circuito impreso.

Resistencias: podrá indentificar sus valores por un código de colores. Se colocarán en los espacio señalados con un aR o en los arrays de < resistencias A.

Terminales ‘TPCI’: se insertan y sueldan, en los taladros señalados en el plano de cableado.

Circuitos integrados y zócalos: estos componentes deben situarse de tal modo que la pequeña pestaña coincida con la pestaña del dibujo de la placa. Solo se soldarán los zócalos en la plaza y los circuitos integrados irán colocados encima.

Display 7 segmentos: este display visualiza un número a través de siete segmentos. Va situado encima de la placa haciendo coincidir el punto del display con el serigrafiado de la placa.

Regulador de voltaje. Se situará de tal forma que coincida con el dibujo de la placa del circuito impreso.

MUY IMPORTANTE: nunca conectar la placa a dos tensiones distinta, conectar o a 12v o a 5v, nunca las dos a la vez.

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