Figure 8.28



 1. Pendahuluan [kembali]

     Demultiplexer dan decoder adalah rangkaian logika kombinasi yang berfungsi untuk mengarahkan atau menerjemahkan sinyal digital. Demultiplexer digunakan untuk menyalurkan satu sinyal input ke salah satu dari beberapa output berdasarkan sinyal kontrol, sedangkan decoder berfungsi mengubah input biner menjadi sinyal output yang terenkode secara unik. Kedua rangkaian ini banyak digunakan dalam sistem komunikasi, kontrol, dan memori digital untuk pengalihan data dan pengaktifan alamat tertentu. Pemahaman terhadap prinsip kerja keduanya sangat penting dalam perancangan sistem digital yang efisien dan terstruktur.

 2. Tujuan [kembali]

  • Mengetahui apa itu Demultiplexers dan Decoders
  • Mengetahui rangkaian dari Demultiplexers dan Decoders
  • Mengetahui fungsi dari Demultiplexers dan Decoders

 3. Alat dan Bahan [kembali]

1. Logic State
Logic state adalah kondisi atau level sinyal dalam rangkaian digital yang menunjukkan nilai logika tertentu, biasanya berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0). Logic state ini merepresentasikan informasi digital yang diproses oleh perangkat elektronik, seperti komputer atau mikrokontroler. Selain dua kondisi dasar tersebut, dalam beberapa sistem juga bisa terdapat kondisi tidak pasti seperti high impedance (Z) atau undefined, yang menunjukkan bahwa sinyal tidak aktif atau sedang mengambang. Pemahaman tentang logic state penting untuk desain, analisis, dan troubleshooting rangkaian digital.

2. And Gate
AND gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output bernilai logika tinggi (1) hanya jika semua input-nya juga bernilai tinggi (1). Jika salah satu atau semua input bernilai rendah (0), maka output-nya akan rendah (0).

3. Or Gate
OR gate adalah salah satu gerbang logika dasar dalam sistem digital yang menghasilkan output logika tinggi (1) jika salah satu atau lebih input-nya bernilai tinggi (1). Output hanya akan rendah (0) jika semua input bernilai rendah (0).

4. Not Gate
NOT gate, atau disebut juga inverter, adalah gerbang logika dasar yang berfungsi untuk membalikkan keadaan logika dari input-nya. Jika input bernilai 1 (HIGH), maka output-nya akan menjadi 0 (LOW), dan sebaliknya.


5. Logic Probe
Logic probe adalah alat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi dan menampilkan status logika (HIGH atau LOW) dari sinyal digital pada suatu rangkaian. Alat ini sangat berguna dalam perbaikan, pengujian, dan analisis rangkaian digital, karena memberikan informasi instan mengenai keadaan logika dari sebuah titik pengujian.

 6. Decoder


Decoder merupakan alat yang dipakai untuk dapat mengembalikan proses encoding sehingga dapat menerima informasi aslinya.


Alat ini juga bisa diartikan sebagai rangkaian logika yang ditugaskan untuk menerima input-input biner dan mengaktifkan salah satu outputnya sesuai dengan urutan biner tersebut.


Jenis - Jenis Decoder

a) Decoder 2 ke 4

Merupakan jenis decoder yang memiliki 2 input 4 output. Kita misalkan 2 input yaitu A1 dan A0 dan 4 output yaitu Y3, Y2, Y1 dan Y0. Maka diagram blok decoder 2 ke 4 ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Salah satu dari empat output ini akan menjadi '1' untuk setiap kombinasi input saat diaktifkan, E adalah '1'. Adapaun Tabel Kebenaran dari decoder 2 ke 4 ditunjukkan pada gambar dibawah ini.

Dari tabel kebenaran diatas, kita dapat menulis fungsi Boolean untuk setiap output decoder tersebut


Y3=E.A1.A0
Y2=E.A1.A0′
Y1=E.A1′.A0
Y0=E.A1′.A0′


Setiap output memiliki satu produk. Jadi, secara total ada 4 produk. Kami dapat menerapkan ke-4 produk ini dengan menggunakan empat gerbang AND yang masing-masing memiliki tiga input & dua inverter. Diagram rangkaian dari decoder 2 ke 4 ditunjukkan pada gambar dibawah.

Oleh karena itu, output dari decoder adalah "min terms" dari dua variabel input A1 & A0, ketika aktif, E adalah 1. Jika tidak diaktifkan, E adalah nol, maka semua output decoder adalah sama dengan nol.


b) Decoder 3 ke 8


Merupakan merancang decoder 3 ke 8 maka kita menggunakan decoder 2 ke 4. Seperti yang telah diketahui decoder 2 ke 4 memiliki 2 input dan 4 output, jadi decoder 3 ke 8 memiliki 3 input yaitu A2, A1 & A0 dan 8 input yaitu Y7 to Y0.

Untuk merancang decoder yang lebih tinggi mengguakan decoder yang lebih rendah, kamu bisa menggunakan rumus berikut :

M2/M1


Dimana:

M1 adalah Jumlah ouput decoder yang lebih rendah

M2 adalah Jumlah ouput decoder yang lebih tinggi


Sebagai contoh pada pada decoder 3 ke 8, M1 = 4 dan M2 = 8, maka dengan menggunakan rumus diatas maka jumlah pengatur urutan yang lebih rendah diperlukan sebanyak 2.


Dengan kata lain, diperlukan 2 decoder 2 ke 4 untuk merancang 1 decoder 3 ke 8. Berikut ini     adalah diagram bloknya


Input paralel A1 & A0 diterapkan pada setiap decoder 2 ke 4. Komplemen input A2 langsung terhubung aktif, E dengan decoder 2 ke 4 yang bawah untuk mendapatkan output, Y3 sampai Y0. Ini adalah 4 min terms rendah. 


Input, A2 langsung terhubung aktif, E dari decoder 2 ke 4 yang atas didapatkan output berupa Y7 ke Y4. Ini adalah 4 min terms tinggi.


b) Decoder 4 ke 16


Untuk merancang decoder 4 ke 16 maka dapat digunakan decoder 3 ke 8. Seperti yang diketahui Decoder 3 ke 8 memiliki tiga input A2, A1 dan A0 dan delapan output, Y7 ke Y0. Sedangkan decoder 4 ke 16 Decoder memiliki 4 input yaitu A3, A2, A1 dan A0 dan 16 ouput yaitu Y15 hingga Y0.

Dengan menggunakan rumus M2/M1, subtitusikan M1 = 8 dan M2 = 16 maka dbutuhkan sebanyak 2 buah decoder yang lebih rendah. 


Dengan kata lain, diperlukan 2 decoder 3 ke 8 untuk merancang 1 decoder 4 ke 16. Berikut ini adalah diagram bloknya. 


Input paralel A2, A1 & A0 diterapkan ke masing-masing decoder 3 ke 8 .Komplemen dari input A3  terhubung aktif, E dari decoder 3 ke 8 yang bawah untuk mendapatkan output Y7 hingga Y0, ini adalah 8 min terms rendah. Input A3 terhubung aktif, E dari decoder 3 ke 8 yang atas untuk mendapatkan output Y15 hingga Y8. Ini adalah 8 min terms tinggi.


7. Multiplexer

Demultiplexer adalah rangkaian logika kombinasional yang dirancang untuk mengalihkan satu jalur input umum ke salah satu dari beberapa jalur output terpisah. Distributor data, lebih dikenal sebagai Demultiplexer atau "Demux", adalah kebalikan dari Multiplexer yang kita lihat dalam tutorial sebelumnya.

Demultiplexer mengambil satu single line input data dan kemudian beralih ke salah satu dari sejumlah baris output individu satu per satu. Demultiplexer mengkonversi sinyal data serial pada input untuk data paralel pada jalur output seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Fungsi Demultiplexer adalah untuk mengganti satu jalur input data umum ke salah satu dari 4 jalur data output A ke D dalam contoh kami di atas. Seperti multiplexer, sakelar solid state dipilih oleh kode alamat input biner pada pin pilih output “a” dan “b” seperti yang ditunjukkan.

 4. Dasar Teori [kembali]

    Demultiplexer adalah rangkaian logika kombinasional yang dirancang untuk mengalihkan satu jalur input umum ke salah satu dari beberapa jalur output terpisah. Distributor data, lebih dikenal sebagai Demultiplexer atau "Demux". Decoder adalah kasus khusus demultiplexer tanpa jalur input. 

Gambar 1 to 4 demultiplexer


Gambar Representasi rangkaian 2 to 4, 3 to 8, 4 to 16

Jika pada dekoder ada beberapa kombinasi yang tidak digunakan atau 'tidak peduli' di n-bit kode, maka akan ada kurang dari 2n jalur keluaran. Secara umum, jika n dan m berturut-turut jumlah jalur input dan output, maka m kecil sama 2n.

Decoder dapat menghasilkan maksimal 2n kemungkinan minterm dengan kode biner n-bit. Pengoperasian decoder dapat dilihat pada diagram rangkaian logika pada Gambar 8.20. yang mengimplementasikan fungsi dekoder baris 3-ke-8. Memiliki tiga input = A, B dan C dan delapan output = D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 dan D7. Dari tabel kebenaran, karena output logika ‘1’ hanya satu dari delapan output sehingga setiap minterm menghasilkan output tertentu sesuai input. Dalam kasus ini, D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 dan D7 masing-masing mewakili minterm berikut:


 

 8.3.1 Implementing Boolean Functions with Decoders
  
Dekoder dapat implementasikan pada fungsi Boolean dengan mudah. Dekoder menghasilkan minterm dan gerbang OR eksternal untuk menghasilkan jumlah minterm. Gambar 8.21 menunjukkan diagram logika di mana decoder baris 3-ke-8 digunakan untuk menghasilkan fungsi Boolean yang diberikan dengan persamaan.
 

Dekoder n-ke-2n dan m gerbang OR eksternal dapat digunakan untuk mengimplementasikan kombinasi rangkaian dengan n input dan m output. Misal pada penerapan empat variabel Fungsi Boolean dengan 12 minterms menggunakan dekoder baris 4-ke-16 dan gerbang OR eksternal. OR gerbang di sini harus menjadi gerbang 12-input. Dalam semua kasus seperti itu, di mana jumlah minterm dalam suatu Fungsi Boolean dengan n variabel lebih besar dari 2n /2 (atau 2n-1 ), fungsi komplementer Boolean akan memiliki lebih sedikit minterm. Dalam hal ini akan lebih baik menggunakan NORing daripada ORing dengan output fungsi boolean.

 

Gambar 8.20 Diagram logika dari dekoder baris 3-ke-8.
Gambar 8.21 Menerapkan fungsi Boolean dengan dekoder

   8.3.2 Sirkuit Decoder Cascading 

Langkah-langkah dasar mendesain rangkaian adalah, pertama jika n adalah jumlah jalur input dalam dekoder yang tersedia dan N adalah jumlah jalur input di dekoder yang diinginkan, maka jumlah dekoder individu yang diperlukan untuk membuat dekoder yang diinginkan sirkuit akan menjadi 2N−n. Lalu hubungkan bit yang kurang signifikan dari jalur input dekoder yang diinginkan ke jalur input dari dekoder yang tersedia. Lalu bit sisa dari jalur input dari rangkaian dekoder yang diinginkan digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan decoder individu. Kemudian Jalur keluaran dari masing-masing dekoder bersama-sama membentuk jalur keluaran.

 5. Percobaan [kembali]

    a) Prosedur[kembali]

  1. Siapkan komponen yang digunakan : IC decoder/demux, power, ground, AND, OR, logic state dan logic probe
  2. Letakkan komponen
  3. Rangkailah dengan benar 
  4. Untuk lebih jelas lihat video dibawah

    b) Rangkaian simulasi [kembali]


Figure 8.28 Answer Problem 2

Prinsip Kerja :
Rangkaian ini adalah implementasi multiplexing 32 input data menjadi satu output menggunakan empat buah multiplexer 8-to-1 dan satu dekoder 2-to-4 dengan input enable aktif low. Multiplexer berfungsi memilih salah satu dari banyak sinyal input berdasarkan kombinasi sinyal seleksi, sedangkan dekoder digunakan untuk mengaktifkan salah satu multiplexer pada satu waktu.
Empat multiplexer 8-to-1 digunakan untuk menangani total 32 input data (masing-masing multiplexer menerima 8 input). Pemilihan dari 32 input dilakukan menggunakan 5 bit seleksi: tiga bit pertama (S0, S1, S2) terhubung pada semua multiplexer untuk memilih salah satu dari delapan input pada masing-masing, sedangkan dua bit seleksi tertinggi (S3, S4) menjadi input pada dekoder 2-to-4. Dekoder menghasilkan sinyal enable aktif low untuk mengaktifkan hanya satu multiplexer pada satu waktu, sesuai dengan kombinasi S3 dan S4. Ketika satu multiplexer diaktifkan, output-nya diteruskan melalui gerbang OR ke output akhir rangkaian. Dengan demikian, hanya satu dari 32 input yang akan diteruskan ke output rangkaian pada suatu waktu tertentu, tergantung pada kombinasi lima bit seleksi tersebut. Rangkaian ini memungkinkan seleksi cepat dan terkontrol dari satu data di antara 32 kemungkinan input.

Example, Problem, dan Soal pilihan ganda

a. Example

  1. Contoh 1: Sebuah multiplexer 4-to-1 memiliki empat input data yaitu D0=0, D1=1, D2=0, dan D3=1. Jika sinyal selektor S1S0 = 10, maka output multiplexer adalah nilai dari input D2, yaitu 0.

  2. Contoh 2: Pada sebuah sistem komunikasi, multiplexer digunakan untuk menggabungkan empat sinyal data menjadi satu jalur transmisi. Dengan menggunakan sinyal selektor dua bit, multiplexer memilih salah satu sinyal input untuk diteruskan ke output, sehingga efisiensi penggunaan saluran meningkat.

b. Problem

  1. Problem 1: Jika sebuah multiplexer 8-to-1 memiliki input D0 sampai D7 dan sinyal selektor 3 bit, berapa banyak kombinasi sinyal selektor yang dapat dipilih dan bagaimana cara kerja multiplexer untuk memilih input yang tepat?

    Jawaban:
    Multiplexer 8-to-1 memiliki 3 bit sinyal selektor, sehingga jumlah kombinasi selektor adalah 2^3= 8. Setiap kombinasi selektor memilih satu dari delapan input yang akan diteruskan ke output. Misalnya, jika selektor bernilai 101 (biner), maka input D5 yang akan diteruskan ke output.

  2. Problem 2: Apa dampak jika sinyal selektor pada multiplexer tidak stabil atau berubah-ubah secara tidak terduga selama proses pemilihan input?

    Jawaban:
    Jika sinyal selektor tidak stabil, output multiplexer akan berubah-ubah secara tidak pasti dan dapat menyebabkan data yang diteruskan menjadi salah atau rusak. Hal ini dapat mengakibatkan kesalahan dalam pengolahan data dan menurunkan keandalan sistem.

c. Soal pilihan ganda

  1. Soal 1: Apa fungsi utama dari multiplexer dalam rangkaian digital?
    a. Menyimpan data sementara
    b. Memilih satu sinyal input dari beberapa input untuk diteruskan ke output
    c. Mengubah sinyal analog menjadi digital
    d. Menghasilkan sinyal clock
    e. Mengatur tegangan listrik
    Jawaban: b

  2. Soal 2: Berapa banyak sinyal selektor yang dibutuhkan oleh multiplexer 16-to-1?
    a. 2
    b. 3
    c. 4
    d. 8
    e. 16
    Jawaban: c


    c) Video Simulasi [kembali]


 6. Download File [kembali]





Posting Email

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer