Encoder- und Decoderschaltung: Definition, Funktion, 5 Anwendungen

Encoder-Definition

Ein Encoder ist ein digitale kombinatorische Schaltung, die binär umwandelt Informationen von maximal 2n Eingangszeilen in n Ausgangszeilen. Der entsprechende binäre Eingangswert erzeugt die Ausgangsleitungen.

Geberschaltung

Beispiel eines Encoders:

Oktal-Binär-Encoder

Es hat Eingaben für jede der Oktalziffern, die insgesamt acht sind. Es hat drei Ausgangsleitungen (gemäß der Regel, dass der 2n-Eingangsleitungscodierer n Ausgangsleitungen hat). Die Ausgänge repräsentieren die Zahlen in Binärform.

Der Codierer kann unter Verwendung von ODER-Gattern implementiert werden. Ausgang C ist gleich 1, wenn der Wert der Oktalziffer 1, 3, 5, 7 ist. Der Ausgang B ist eins, wenn die Oktalzahl einen Wert von 2, 3, 6, 7 hat. Der Ausgang AS ist eins, wenn der Der Wert der eingegebenen Oktalziffern ist 4, 5, 6, 7. Die folgenden booleschen Ausdrücke repräsentieren die Ausgaben.

A = O.₄ + O₅ + O₆ + O₇

B = O.₂ + O₃ + O₄ + O₇

C = O.₁ + O₃ + O₆ + O₇

Der am Tisch implementierte Encoder hat die einzige Einschränkung. Das heißt, es kann immer nur ein Eingang im aktiven Modus sein. Wenn also zwei Eingänge aktiviert werden, erzeugen die Ausgangsleitungen undefinierte Ausgänge.

Nehmen wir ein Beispiel, wenn sich der Eingang O3 in einem aktiven Zustand befindet und sich auch der Eingang O6 in einem aktiven Zustand befindet, dann erzeugt der Encoder eine Ausgabe als 111. Das Ergebnis repräsentiert weder O6 noch O3. Es herrscht also ein Durcheinander.

Um dieses Problem zu lösen, werden neue Encoder mit einer Eingangspriorität entwickelt, um sicherzustellen, dass jeweils nur ein Eingang aktiviert wird. Wenn die Priorität für höhere Ziffern in diesem neuen System hoch eingestellt ist, beträgt der Ausgang für aktivierte O3 und O6 110, was 6 in Binärform darstellt. Dies geschieht, da O6 eine höhere Priorität als O3 hat.

Prioritätsgeber

 Ein Prioritätsencoder ist eine besondere Art von Encoderschaltung, die eine Prioritätsfunktion für die Eingänge hat. Die Prioritätsfunktion funktioniert in der realen Welt. Wenn es beispielsweise eine Warteschlange gibt und Sie eine hohe Priorität haben, sind Sie der Erste! Wenn es eine Operation gibt, bei der beide Eingabewerte 1 sind, hat die 1 mit der höchsten Priorität Vorrang.

Wie wir aus der Wahrheitstabelle des Prioritätscodierers ersehen können, hat er drei Ausgänge. Zwei sind allgemeine Ausgänge; ein anderer, Y, ist ein gültiger Bitindikator.

Der rechte Bit-Indikator wird auf 1 gesetzt, wenn einer oder mehrere Eingänge den Wert 1 haben. Wenn es solche Bedingungen gibt, bei denen alle Eingänge auf 0 gesetzt sind oder die Information nicht gültig ist, dann wird Y auch 0. Es gibt keine Überprüfung anderer Ausgänge, wenn der Y-Anteil 0 ist.

Dann werden sie als belanglose Begriffe angegeben. Wahrheitstabellen verwenden belanglose Wörter, um 0 oder 1 darzustellen, anstatt 16 Begriffe für Variablen aufzulisten. Beispielsweise bedeutet 100X entweder 1000 oder 1001.

Wie bereits erwähnt, wird die Priorität der Nummer umso höher, je höher die tiefgestellte Nummer ist. Aus der Wahrheitstabelle können wir erkennen, dass der Eingang O3 als Eingang die höchste Priorität hat. Aus diesem Grund wird der Ausgang unabhängig von den Werten für andere Eingangsziffern, wenn der O3-Wert 1 ist, zu 11. In ähnlicher Weise hat O2 eine niedrigere Priorität als O3 und eine höhere Priorität als O1 und O0. Wenn die Eingabe von O2 1 ist, ist das Ergebnis 10. Auf die gleiche Weise ist für O1 die Ausgabe 01 und für O0 ist das Ergebnis 00.

Die Boolesche Funktion für den Prioritätscodierer lautet:

A = D2 + D3

B = D3 + D1 D2 '

Y = D0 + D1 + D2 + D3

Wie unterscheidet sich eine Prioritätscodiererschaltung vom Multiplexer? Lies hier!

DECODER

Definition und Übersicht

Ein Decodierer ist eine Kombinationsschaltung, die den entgegengesetzten Betrieb einer Codiererschaltung ausführt. Es decodiert oder vereinfacht die codierten Informationen von n Eingangsleitungen auf maximal 2n Ausgangsleitungen.

Decoderschaltung

Binärcodes repräsentieren Informationen unterschiedlicher Mengen. Ein n-Bit-Binärcode kann maximal 2n verschiedene Elemente codierter Daten darstellen. Ein Decoder decodiert diese Informationen und liefert die Ausgabe.

Decoder werden als Anzahl von Eingaben zu Anzahl von Ausgabezeilendecodern angegeben. Wenn die Anzahl der Eingangsleitungen n ist, werden maximal 2n ausgegeben. Jede einzelne Eingabekombination erzeugt einen bestimmten Ausgabewert.

Um die Funktionsweise eines Decoders zu veranschaulichen, nehmen wir das Beispiel eines 3: 8-Decoders. Die Spezifikation legt nahe, dass die Schaltung die drei Eingangsleitungen in acht Ausgänge decodiert, wobei jeder einzelne Ausgang die Min-Terme darstellt. Die angeschlossenen NOT-Gatter invertieren bei Bedarf die Eingangsdatenleitungen. Die UND-Gatter (insgesamt acht) erzeugen die Min-Terme (jeweils für einen Ausgang).

Aus der Wahrheitstabelle können wir ersehen, dass sieben Ausgänge einen Wert von 0 und ein Ausgang einen Wert von 1 haben. Das Ergebnis, das einen Wert von 1 hat, repräsentiert den tatsächlichen Eingabewert oder den Min-Term.

Es gibt Decoder, die mit universellen Basisgattern wie NAND und NOR konstruiert sind. Die Verwendung eines NAND-Gatters ist sowohl wirtschaftlich als auch effizient, um einen Decoder zu bauen. Decoder müssen auch Eingänge wie Encoder aktivieren. Der Decoder wird aktiviert, wenn der Freigabeeingangspin einen Wert von 0 hat. Es kann jeweils nur ein Ausgang einen Wert von 0 haben, und der Rest der Ausgänge ist gleich 1. Die folgende Wahrheitstabelle vereinfacht die Operation.

Die Schaltkreise werden deaktiviert, wenn der E-Wert auf 1 eingestellt ist. Wie bei der Encoderschaltung werden andere Eingänge nicht überprüft, wenn der E-Wert auf 1 eingestellt ist. Im deaktivierten Zustand des Decoders haben keine Ausgänge den Wert 0 und es wird kein Min-Term gewählt. Viele Decoder haben mehr als einen Aktivierungsstift. Sie müssen sich an die logischen Operationen halten, um als Decoder arbeiten zu können.

Ein Demultiplexer kann unter Verwendung eines Decoders hergestellt werden, wenn der Decoder mit Freigabeeingängen hinzugefügt wird. Parallel dazu entsprechende Decoder können große Decoder herstellen.

Implementierung der Logik mit Decodern

Ein Decoder hat 2n Eingangsdatenleitungen und n Ausgangsleitungen. 2n repräsentiert die Intervalle und n repräsentiert die Anzahl von Variablen, unter denen die Intervalle gebildet werden. Wie bereits erwähnt, gibt es für jede Kombination von Eingängen unterschiedliche Ausgänge.

Ein Decoder kann verwendet werden, um Logikgatter zu implementieren, da Boolesche Funktionen nichts anderes als die Summe der Intervalle sind. Ein mit einem Decoder verbundenes ODER-Gatter kann die Logik einer Booleschen Funktion implementieren.

Anwendungen von Encodern und Decodern

Encoder- und Decoderschaltung finden Anwendung in intelligenten digitalen Geräten, da sie für das heutige digitale Zeitalter von Bedeutung sind.

Einige der wichtigsten Anwendungen sind -

1. Drehzahlregelung moderner Motoren.
2. Nachtsichtkameras
3. Metalldetektoren
4. Encoderschaltung hat Anwendungen in Roboterfahrzeugen
5. Automatisierungssystem - insbesondere das Hausautomationssystem.
6. Automatische Überwachungssysteme verfügen über verschiedene Arten von Geberschaltungen.
7. Die Codierschaltung wurde in einem verschlüsselten Kommunikationssystem verwendet.

Sudipta Roy

Hallo, ich bin Sudipta Roy. Ich habe einen B. Tech in Elektronik gemacht. Ich bin ein Elektronik-Enthusiast und widme mich derzeit dem Bereich Elektronik und Kommunikation. Ich habe großes Interesse an der Erforschung moderner Technologien wie KI und maschinellem Lernen. Mein Ziel ist es, allen Lernenden genaue und aktuelle Daten zur Verfügung zu stellen. Es macht mir große Freude, jemandem beim Wissenserwerb zu helfen.
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