Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 5, Hoofdstuk 9, Paragraaf 9.2 Blz 296 t/m 302.

Time Division Multiplexing (TDM) wil eigenlijk zeggen dat je een elektronische selectieschakeling hebt. Je kan met deze Elektronische Selectieschakelingen een aantal dingen realiseren. Hieronder wordt uitgelegd wat er allemaal bij TDM komt kijken.

Multiplexer Toepassingen (TDM)

De multiplexer kan elementair dus gezien worden als een elektronische selectieschakeling. Hiermee kunnen de volgende toepassingen gerealiseerd worden:

  • Parallel-naar serieelomzetting;
  • Data Selector van bronnen.

Parallel-naar serieelomzetting

De multiplexer kan worden gebruikt om gegevens van meerdere parallelle bronnen om te zetten in een seriële stroom van gegevens. Het voordeel hiervan is dat meerdere gegevens over één enkele draad verzonden kunnen worden.

Voor de aansturing wordt gebruikgemaakt van een centraal kloksignaal dat de multiplexer en demultiplexer tegelijkertijd aanstuurt. De multiplexer en demultiplexer werken daardoor synchroon. Deze vorm van data-overdracht geeft een behoorlijke besparing van het aantal benodigde draden. In onderstaande afbeelding lopen nu 4 draden in plaats van 8.

Parallel-naar serieelomzetting met TMD

Wist je dat…..
minder bedrading en aansluitingen ook minder kans geeft op storingen? In de luchtvaar bijvoorbeeld speelt behalve gewichtsbesparing ook de betrouwbaarheid van de data-overdracht een belangrijke rol.

Dataselector van bronnen bij TDM

Een multiplexer kan ook worden gebruikt als keuzeschakelaar (selector) van een gewenste databron. Een multiplexerschakeling is hiervoor uitgerust met een dataselectie-ingang. Dit principe wordt veel toegepast bij computers, die data uit verschillende bronnen één voor één verwerken.

Een computer kan de gewenste databron adresseren door de dataselectie-ingang van een multiplexer aan te sturen. Als gevolg zullen de digitale data van de bron naar de ingang van de computer geschakeld worden.

16-kanaals data input selector

Voorbeeld 3
Met behulp van de multiplexer SN74150 kan met behulp van een 4 bits adrescode (A,B,C,D), één van de 16 ingangen worden geselecteerd (D0 t/m D15). Een enable signaal op de strobe-ingang zorgt daarbij voor synchronisatie van de data-overdracht.

Multiplexer IC 74150 bij een TMD

Een dataselector kunnen we opbouwen uit losse AND-poorten, maar meestal wordt de voorkeur gegeven aan kant-en-klare multiplexers die in IC-vorm verkrijgbaar zijn. Door meerdere multiplexers naast elkaar te schakelen kan het aantal kanalen evenredig vergroot worden.

Multiplexers en demultiplexers kunnen we dus eenvoudig beschouwen als logische bouwstenen, waarmee we iedere gewenste multiplexer schakeling kunnen samenstellen.

2x16 kanaals data input selector in TDM

Voorbeeld 4
Door hier een tweede multiplexer SN74150 bij te zetten kunnen we het aantal ingangen met 16 vermeerderen. We hebben in dat geval de beschikking over een 32-kanaals multiplexer. Met één extra bit in de adrescode kan in dat geval multiplexer 1 of 2 actief geselecteerd worden.

De geselecteerde ingangsdata verschijnen via aansluitingen W en een NAND-poort op de uitgang van de dataselector. In de schakeling van onderstaande afbeelding wordt de selectie van de data-ingangen D0 t/m D7 geregeld door een logisch circuit met de drie ingangen A,B en C.

Met drie besturingsingangen kunnen maximaal 2 tot de macht 3=8 data-ingangen worden geselecteerd. Bij de data-ingangen zijn de logische niveaus te zien. Deze zullen in de tijd gezien bij uitgang Y het beeld vertonen zoals bij de uitgang is te zien. Dit op basis van de bijstaande functietabel. De kanaalselectie is in de tabel aangegeven door ”besturingsingang”.

8-kanaals multiplexer met logische poorten TDM
8-kanaals multiplexer met logische poorten

Voorbeeld 5
In moderne vliegtuigen worden engine-parameters doorgegeven via een Engine Multiplexer (EMUX). Elke motor beschikt over één of meer EMUX-en. Deze verzorgen de interface tussen de motor en de motorindicaties in de cockpit. Alle analoge inputs worden bemonsterd en omgezet naar een seriële digitale datastroom (discrete signalen).

Via de databus worden deze signalen naar de ontvangende indicators / beeldschermen verstuurd. Deze parameters worden ook gebruikt voor het regelen van de motorprestaties. Bij andere vliegtuigtypen spreekt men in plaats van een EMUX over PMUX (propulsion Multiplexer) of over EEC (Electronic Engine Control).

Demultiplexertoepassingen in TDM

De demultiplexer doet elementair het omgekeerde van een multiplexschakeling. Hiermee kunnen de volgende toepassingen gerealiseerd worden:

  • Serieel-naar parallelomzetting;
  • dataselector van doelen.

Serieel naar Parallelomzetting

De demultiplexer krijgt de ingangsdata in serieel formaat en over één enkele datalijn aangeboden. Het demultiplexen houdt in dat de afzonderlijke stukjes seriële data worden geselecteerd en aangeboden op een daarvoor bestemde parallelle uitgang.

Het betreft hier dus de pomgekeerde werking van de multiplexer. De demultiplexer loopt nauwkeurig in de pas met de multiplexer, omdat beide tegelijkertijd in stappen worden aangestuurd.

Serieel naar Parallelomzetting door demultiplexen in TDM

Dataselector van doelen

De demultiplexer kan als selector van datadoelen toegepast worden. hierbij zal de data-selectie-ingang van de demultiplexer aangeven welk van de uitgangen geselecteerd moet worden. Na selectie zullen de data aan de ingang van de demultiplexer worden doorgeschakeld naar de geselecteerde uitgang.

Deze techniek wordt gebruikt bij computers. De door de computer verwerkte data zullen hierbij via de demultiplexer worden doorgestuurd naar het geadreseerde doelsysteem.

Voorbeeld 6
met behulp van NAND-poorten kan een 8 kanaals dataselector worden samengesteld. Aan de ingang wordt de 3 bits adrescode aangeboden, waarmee 8 doelen kunnen worden geselecteerd. De seriele data-ingang zal vervolgens worden doorverbonden met als geselecteerd doel: één van de acht uitgangen. In de prkatijk zal voor een dergelijke functie een kant en klare IC worden toegepast.

serieel naar parallel omzetting 1 uit 8 omzetter TDM

Bronvermelding: https://jeweka.nl/category/theorie-en-werkboeken Module 5, Hoofdstuk 9, Paragraaf 9.2 Blz 296 t/m 302.

Geef een reactie

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.