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मल्टीप्लेक्सर बनाम डेमल्टीप्लेक्सर: अंतर, प्रकार और वास्तविक अनुप्रयोग

May13

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मल्टीप्लेक्सर्स (MUX) और डीमल्टीप्लेक्सर्स (DEMUX) महत्वपूर्ण डिजिटल लॉजिक सर्किट हैं जिनका उपयोग आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में सिग्नल चयन और सिग्नल वितरण को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।वे सर्किट डिज़ाइन को सरल बनाने, हार्डवेयर कनेक्शन को कम करने और संचार प्रणालियों, प्रोसेसर, एम्बेडेड इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक नियंत्रण सर्किट में डेटा हैंडलिंग में सुधार करने में मदद करते हैं।यह आलेख बताता है कि मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स क्या हैं, वे डिजिटल सर्किट में कैसे काम करते हैं, उनके मुख्य अंतर, सामान्य प्रकार, वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोग, सामान्य डिज़ाइन समस्याएं, और विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के लिए सही MUX या DEMUX कैसे चुनें।

कैटलॉग

1. मल्टीप्लेक्सर क्या है और डीमल्टीप्लेक्सर क्या है?

2. मल्टीप्लेक्सर्स डिजिटल सर्किट में कैसे काम करते हैं

3. इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में डिमल्टीप्लेक्सर्स कैसे काम करते हैं

4. मल्टीप्लेक्सर बनाम डेमल्टीप्लेक्सर: मुख्य अंतर

5. मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स के प्रकार

6. मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स के वास्तविक अनुप्रयोग

7. मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग करते समय सामान्य समस्याएं

8. सही मल्टीप्लेक्सर या डीमल्टीप्लेक्सर कैसे चुनें

9. निष्कर्ष

Multiplexers and Demultiplexers

चित्र 1: मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स

मल्टीप्लेक्सर क्या है और डेमल्टीप्लेक्सर क्या है?

मल्टीप्लेक्सर (MUX) और डीमल्टीप्लेक्सर (DEMUX) डिजिटल लॉजिक सर्किट हैं जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में सिग्नल पथों को व्यवस्थित और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।एक मल्टीप्लेक्सर कई इनपुट लाइनों से एक सिग्नल का चयन करता है और इसे एक आउटपुट लाइन पर निर्देशित करता है, यही कारण है कि इसे आमतौर पर डेटा चयनकर्ता कहा जाता है।मल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग आमतौर पर डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में एक ही सिस्टम के भीतर कई सिग्नल पथों को व्यवस्थित करने के लिए किया जाता है।सामान्य MUX कॉन्फ़िगरेशन में 2-टू-1, 4-टू-1 और 8-टू-1 मल्टीप्लेक्सर्स शामिल हैं, यह इस बात पर निर्भर करता है कि सर्किट कितने इनपुट चैनलों का समर्थन कर सकता है।

इसके विपरीत, एक डीमल्टीप्लेक्सर एक इनपुट सिग्नल लेकर और उसे कई आउटपुट लाइनों में से एक पर निर्देशित करके विपरीत कार्य करता है, यही कारण है कि इसे अक्सर डेटा वितरक कहा जाता है।DEMUX सर्किट आउटपुट चैनलों की संख्या के आधार पर 1-टू-2, 1-टू-4 और 1-टू-8 जैसे कॉन्फ़िगरेशन में उपलब्ध हैं।हालाँकि मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स अलग-अलग कार्य करते हैं, दोनों डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे डेटा प्रवाह को व्यवस्थित करने और इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम डिज़ाइन को सरल बनाने में मदद करते हैं।

मल्टीप्लेक्सर्स डिजिटल सर्किट में कैसे काम करते हैं

Multiplexers Work in Digital Circuits

चित्र 2: मल्टीप्लेक्सर्स डिजिटल सर्किट में काम करते हैं

एक मल्टीप्लेक्सर कई इनपुट लाइनों से एक सिग्नल का चयन करके और चयनित सिग्नल को एक आउटपुट लाइन पर भेजकर काम करता है।इस चयन प्रक्रिया को चुनिंदा लाइनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो यह निर्धारित करने के लिए बाइनरी मानों का उपयोग करते हैं कि किसी दिए गए समय में कौन सा इनपुट आउटपुट से जुड़ा है।उदाहरण के लिए, एक 4-टू-1 मल्टीप्लेक्सर चार इनपुट सिग्नलों में से एक को चुनने के लिए दो चुनिंदा लाइनों का उपयोग करता है।डिजिटल सर्किट के अंदर, लॉजिक गेट यह सुनिश्चित करते हैं कि केवल एक इनपुट चैनल सक्रिय है जबकि अन्य आउटपुट से डिस्कनेक्ट हैं।क्योंकि मल्टीप्लेक्सर्स एक संचार पथ को साझा करने के लिए कई सिग्नल की अनुमति देते हैं, वे सर्किट लेआउट को सरल बनाने, डेटा हैंडलिंग में सुधार करने और डिजिटल सर्किट को अधिक कुशल बनाने में मदद करते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में डिमल्टीप्लेक्सर्स कैसे काम करते हैं

Demultiplexers Work in Electronic Systems

चित्र 3: डिमल्टीप्लेक्सर्स इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में काम करते हैं

एक डीमल्टीप्लेक्सर एक इनपुट सिग्नल लेकर और उसकी चयनित लाइनों पर लागू बाइनरी मान के आधार पर उसे कई आउटपुट लाइनों में से एक पर निर्देशित करके काम करता है।ये चयनित लाइनें नियंत्रित करती हैं कि कौन सा आउटपुट चैनल एक विशिष्ट समय पर इनपुट सिग्नल प्राप्त करता है जबकि शेष आउटपुट निष्क्रिय रहते हैं।उदाहरण के लिए, 1-टू-4 डिमल्टीप्लेक्सर चार आउटपुट पथों में से एक को चुनने के लिए दो चुनिंदा लाइनों का उपयोग करता है।इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के अंदर, डिजिटल लॉजिक गेट सिग्नल वितरण प्रक्रिया को नियंत्रित करते हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि इनपुट केवल चयनित आउटपुट चैनल तक पहुंचाया जाए।क्योंकि डीमल्टीप्लेक्सर्स कई आउटपुट में सिग्नल को कुशलतापूर्वक वितरित करते हैं, वे डेटा प्रवाह को व्यवस्थित करने और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के बीच संचार को बेहतर बनाने में मदद करते हैं।

मल्टीप्लेक्सर बनाम डेमल्टीप्लेक्सर: मुख्य अंतर

विशेषता	बहुसंकेतक (एमयूएक्स)	डिमल्टीप्लेक्सर (डेमक्स)
मुख्य कार्य	एक का चयन करता है एकाधिक इनपुट से संकेत	मार्ग एक एकाधिक आउटपुट के लिए संकेत
संकेत दिशा	अनेक-से-एक	एक से अनेक
सामान्य नाम	डेटा चयनकर्ता	डेटा वितरक
इनपुट लाइनें	एकाधिक इनपुट	एकल इनपुट
आउटपुट लाइन्स	एकल आउटपुट	एकाधिक आउटपुट
की भूमिका पंक्तियाँ चुनें	को चुनता है इनपुट चैनल	को चुनता है आउटपुट चैनल
सामान्य विन्यास	2-से-1, 4 से 1, 8 से 1	1-से-2, 1 से 4, 1 से 8
मुख्य उपयोग	संकेत चयन और डेटा नियंत्रण	संकेत वितरण और आउटपुट नियंत्रण
हार्डवेयर फायदा	न्यूनतम करता है हार्डवेयर कनेक्शन	सरल बनाता है आउटपुट प्रबंधन

मल्टीप्लेक्सर्स और डेमल्टीप्लेक्सर्स के प्रकार

मल्टीप्लेक्सर्स के प्रकार

का प्रकार बहुसंकेतक	विवरण
2 से 1 बहुसंकेतक	एक का चयन करता है दो इनपुट लाइनों से सिग्नल और इसे एक आउटपुट लाइन पर भेजता है।
4 से 1 बहुसंकेतक	एक का चयन करता है दो चुनिंदा लाइनों का उपयोग करके चार इनपुट चैनलों से सिग्नल।
8 से 1 बहुसंकेतक	एक को जोड़ता है एकल आउटपुट लाइन में आठ इनपुट सिग्नल।
16-से-1 बहुसंकेतक	हैंडल बड़े डिजिटल सिस्टम और डेटा-रूटिंग सर्किट के लिए सोलह इनपुट चैनल।

डिमल्टीप्लेक्सर्स के प्रकार

का प्रकार डिमल्टीप्लेक्सर	विवरण
1 से 2 डिमल्टीप्लेक्सर	मार्ग एक दो आउटपुट लाइनों में से एक में इनपुट सिग्नल।
1 से 4 डिमल्टीप्लेक्सर	वितरित करता है चार संभावित आउटपुट चैनलों में एक इनपुट सिग्नल।
1 से 8 डिमल्टीप्लेक्सर	निर्देशित करता है ए आठ आउटपुट में से एक के लिए एकल इनपुट सिग्नल।
1 से 16 डिमल्टीप्लेक्सर	समर्थन करता है सोलह आउटपुट चैनलों के साथ बड़ी सिग्नल-वितरण प्रणालियाँ।

एनालॉग मल्टीप्लेक्सर बनाम डिजिटल मल्टीप्लेक्सर

विशेषता	अनुरूप बहुसंकेतक	डिजिटल बहुसंकेतक
सिग्नल प्रकार	अनुरूप वोल्टेज या वर्तमान संकेत	बाइनरी डिजिटल सिग्नल
मुख्य कार्य	स्विच चैनलों के बीच एनालॉग सिग्नल	चयन करता है डिजिटल डेटा सिग्नल
सिग्नल फॉर्म	निरंतर संकेत	ऊँचा और नीचा तर्क स्तर
सामान्य उपयोग	ऑडियो सिस्टम, सेंसर, माप सर्किट	प्रोसेसर, तर्क सर्किट, संचार प्रणाली
स्विचिंग ऑपरेशन	गुजरता है अलग-अलग एनालॉग मान	गुजरता है डिजिटल तर्क स्थिति
सामान्य उपकरण	CD4051 एनालॉग बहुसंकेतक	74एचसी151 डिजिटल मल्टीप्लेक्सर

मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स के वास्तविक अनुप्रयोग

मल्टीप्लेक्सर्स अनुप्रयोग

• सेंसर इनपुट चयन

मल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब एक माइक्रोकंट्रोलर के पास सीमित एडीसी या जीपीआईओ पिन होते हैं लेकिन उसे कई सेंसर पढ़ने की आवश्यकता होती है।उदाहरण के लिए, तापमान सेंसर, दबाव सेंसर, प्रकाश सेंसर और स्थिति सेंसर को विभिन्न एमयूएक्स इनपुट चैनलों से जोड़ा जा सकता है।माइक्रोकंट्रोलर एक समय में एक चैनल का चयन करता है और एक साझा इनपुट पिन के माध्यम से सिग्नल पढ़ता है।

यह दृष्टिकोण पिन उपयोग को कम करता है, पीसीबी रूटिंग को सरल बनाता है, और एम्बेडेड सिस्टम, डेटा अधिग्रहण बोर्ड और IoT उपकरणों में सेंसर विस्तार को आसान बनाता है।

• ऑडियो और वीडियो स्विचिंग

ऑडियो और वीडियो उपकरण में, एक मल्टीप्लेक्सर कई उपलब्ध सिग्नलों में से एक इनपुट स्रोत का चयन कर सकता है।उदाहरण के लिए, किसी सिस्टम को AUX इनपुट, माइक्रोफ़ोन इनपुट, ब्लूटूथ ऑडियो, HDMI सिग्नल या कैमरा सिग्नल के बीच चयन करने की आवश्यकता हो सकती है।

प्रत्येक स्रोत को एक अलग प्रोसेसिंग सर्किट में रूट करने के बजाय, एमयूएक्स केवल चयनित स्रोत को एम्पलीफायर, कोडेक, एडीसी, डिस्प्ले प्रोसेसर या सिग्नल-कंडीशनिंग चरण में भेजता है।

• डेटा बस प्रबंधन

साझा बस में विभिन्न डेटा स्रोतों के बीच चयन करने के लिए डिजिटल सिस्टम में मल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग किया जाता है।एक प्रोसेसर मेमोरी, सेंसर, रजिस्टर या परिधीय सर्किट से डेटा चुनने के लिए MUX का उपयोग कर सकता है।

यह तब उपयोगी होता है जब कई सिग्नलों को सीमित डेटा लाइनें साझा करने की आवश्यकता होती है।यह सर्किट जटिलता को कम करने में मदद करता है और डिजिटल तर्क को अधिक लचीला बनाता है।

• संचार चैनल चयन

संचार प्रणालियों में, मल्टीप्लेक्सर्स ट्रांसमिशन या प्रोसेसिंग से पहले कई इनपुट से एक सिग्नल चैनल का चयन कर सकते हैं।उदाहरण के लिए, एक नियंत्रण प्रणाली एक सेंसर सिग्नल, डेटा स्ट्रीम या संचार लाइन चुन सकती है और इसे एक साझा रिसीवर या प्रोसेसिंग सर्किट पर भेज सकती है।

यह वायरिंग को कम करने में मदद करता है और कई सिग्नल स्रोतों को एक संचार पथ साझा करने की अनुमति देता है।

डिमल्टीप्लेक्सर्स अनुप्रयोग

• संचार संकेत वितरण

रिसीवर-साइड संचार सर्किट में, एक डीमल्टीप्लेक्सर एक आने वाली डेटा स्ट्रीम ले सकता है और इसे सही आउटपुट चैनल पर रूट कर सकता है।यह तब उपयोगी होता है जब विभिन्न डेटा स्ट्रीम एक ट्रांसमिशन पथ साझा करती हैं और रिसेप्शन के बाद उन्हें अलग किया जाना चाहिए।

यह एप्लिकेशन डिजिटल संचार, डेटा रूटिंग और टाइम-डिवीजन सिग्नल सिस्टम में दिखाई देता है।

• एलईडी और डिस्प्ले नियंत्रण

डिमल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग अक्सर एलईडी डिस्प्ले, सात-खंड डिस्प्ले और संकेतक पैनल में किया जाता है।एक नियंत्रक DEMUX में एक नियंत्रण सिग्नल भेजता है, और पता पंक्तियाँ तय करती हैं कि कौन सी LED पंक्ति, अंक या आउटपुट चैनल सिग्नल प्राप्त करता है।

• मेमोरी एड्रेस डिकोडिंग

एक डीमल्टीप्लेक्सर डिजिटल सिस्टम में एड्रेस डिकोडर के रूप में काम कर सकता है।जब कोई प्रोसेसर एड्रेस सिग्नल भेजता है, तो DEMUX एक चयनित मेमोरी ब्लॉक, रजिस्टर या परिधीय डिवाइस को सक्रिय करता है।

• औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली

स्वचालन उपकरण में, डीमल्टीप्लेक्सर्स एक नियंत्रण संकेत को विभिन्न मशीनों, रिले, चेतावनी रोशनी या निगरानी सर्किट में वितरित कर सकते हैं।एक पीएलसी या नियंत्रक यह चुन सकता है कि प्रत्येक डिवाइस के लिए एक अलग नियंत्रण रेखा का उपयोग किए बिना किस आउटपुट चैनल को सिग्नल प्राप्त करना चाहिए।

यह औद्योगिक पैनलों, नियंत्रण मॉड्यूल और वितरित स्वचालन प्रणालियों में वायरिंग जटिलता को कम करने में मदद करता है।

मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स का उपयोग करते समय सामान्य समस्याएं

समस्या	विवरण	संभव प्रभाव
गलत चयन-पंक्ति कॉन्फ़िगरेशन	गलत चयन-पंक्ति इनपुट गलत सिग्नल पथ को सक्रिय कर सकता है।	कारण गलत डेटा रूटिंग और अस्थिर आउटपुट।
संकेत प्रसार में देरी	संकेत MUX या DEMUX सर्किट से गुजरने के लिए समय की आवश्यकता होती है।	बना सकते हैं हाई-स्पीड सिस्टम में समय और सिंक्रनाइज़ेशन समस्याएं।
सिग्नल शोर और क्रॉसस्टॉक	पास का सिग्नल चैनल एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं।	कम कर देता है सिग्नल की गुणवत्ता और अवांछित आउटपुट व्यवहार का कारण बनती है।
युक्ति अनुकूलता मुद्दे	आपूर्ति वोल्टेज या तर्क स्तर जुड़े घटकों से मेल नहीं खा सकते हैं।	नुकसान पहुंचा सकता है सर्किट या अविश्वसनीय संचालन का कारण बनता है।
हार्डवेयर जटिलता	बड़ा सिस्टम को अधिक चुनिंदा लाइनों और नियंत्रण तर्क की आवश्यकता होती है।	बढ़ता है सर्किट आकार और डिजाइन कठिनाई।
ख़राब पीसीबी लेआउट	अनुचित ग्राउंडिंग और लंबे निशान सिग्नल स्थिरता को प्रभावित करते हैं।	परिचय करा सकते हैं शोर, सिग्नल हानि, और संचार त्रुटियाँ।

सही मल्टीप्लेक्सर या डेमल्टीप्लेक्सर कैसे चुनें

सही मल्टीप्लेक्सर या डीमल्टीप्लेक्सर का चयन यहीं से शुरू होता है संकेत दिशा.जब कई इनपुट सिग्नलों को एक आउटपुट पथ साझा करने की आवश्यकता हो तो मल्टीप्लेक्सर का उपयोग करें।जब एक इनपुट सिग्नल को कई आउटपुट चैनलों में से किसी एक पर रूट करने की आवश्यकता हो तो डीमल्टीप्लेक्सर का उपयोग करें।

अगला कदम है सिग्नल प्रकार की जाँच करना.एनालॉग सिग्नल, जैसे सेंसर वोल्टेज, ऑडियो सिग्नल या एडीसी इनपुट के लिए कम ऑन-रेज़िस्टेंस, कम लीकेज करंट और उपयुक्त सिग्नल बैंडविड्थ वाले एनालॉग मल्टीप्लेक्सर की आवश्यकता होती है।डिजिटल सिग्नल, जैसे लॉजिक डेटा, एड्रेस लाइन और कंट्रोल सिग्नल के लिए एक डिजिटल मल्टीप्लेक्सर या डीमल्टीप्लेक्सर की आवश्यकता होती है जो सिस्टम लॉजिक वोल्टेज और स्विचिंग स्पीड से मेल खाता हो।

चैनल गिनती सर्किट में सिग्नलों की संख्या से मेल खाना चाहिए.सरल सिग्नल चयन के लिए 2:1 या 4:1 मल्टीप्लेक्सर पर्याप्त है, जबकि 8:1 या 16:1 डिवाइस बड़े सेंसर एरे या डेटा अधिग्रहण सिस्टम के लिए बेहतर हैं।डीमल्टीप्लेक्सर्स के लिए, आउटपुट गणना डिवाइस, मेमोरी ब्लॉक, डिस्प्ले अंक, या नियंत्रण चैनलों की संख्या से मेल खाना चाहिए जिन्हें चुनने की आवश्यकता है।

वोल्टेज अनुकूलता चयन से पहले जांच भी होनी चाहिए.डिवाइस की आपूर्ति वोल्टेज और सिग्नल वोल्टेज रेंज को माइक्रोकंट्रोलर, लॉजिक आईसी, एडीसी, सेंसर या आउटपुट सर्किट से मेल खाना चाहिए।किसी डिवाइस को उसके वोल्टेज रेंज के बाहर उपयोग करने से सिग्नल विरूपण, गलत तर्क स्तर, रिसाव या डिवाइस क्षति हो सकती है।

स्विचिंग गति मायने तब रखता है जब सिग्नल तेजी से बदलते हैं.कम गति नियंत्रण संकेतों के लिए आमतौर पर बहुत तेज़ उपकरणों की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन उच्च गति वाली डिजिटल बसों, वीडियो सिग्नल, आरएफ पथ और तेज़ नमूना प्रणालियों को उपयुक्त बैंडविड्थ, प्रसार विलंब और कम परजीवी क्षमता वाले उपकरणों की आवश्यकता होती है।

निष्कर्ष

मल्टीप्लेक्सर्स और डीमल्टीप्लेक्सर्स सिग्नल संगठन में सुधार, सर्किट लेआउट को सरल बनाने और डेटा-हैंडलिंग दक्षता में वृद्धि करके आधुनिक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं।मल्टीप्लेक्सर्स कई इनपुट से सिग्नल का चयन करते हैं, जबकि डीमल्टीप्लेक्सर्स कई आउटपुट में सिग्नल वितरित करते हैं, जिससे दोनों सर्किट संचार प्रणालियों, एम्बेडेड डिवाइस, कंप्यूटर हार्डवेयर और औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए महत्वपूर्ण हो जाते हैं।उनके कार्य सिद्धांतों, कॉन्फ़िगरेशन, अनुप्रयोगों, सामान्य समस्याओं और चयन कारकों को समझने से इंजीनियरों और इलेक्ट्रॉनिक्स शिक्षार्थियों को अधिक विश्वसनीय और कुशल डिजिटल सिस्टम डिजाइन करने में मदद मिलती है।