Для чего нужен мультиплексор
Мультиплексоры выполняют коммутацию между входными и выходными сигналами устройства. Принцип работы аналогичен коммутатору. Коммутаторы также контролируются схемой управления, включающей адресные и разрешающие входы. Сигналы со стробирующих входов указывают, какой канал информации подключен к выходу.
Стробирующий вход, управляющий всей входной информацией, позволяет расширить функциональность, например, увеличить разрядность или синхронизировать его с остальными механизмами. Для управления мультиплексором часто используется дешифратор адреса.
Область применения мультиплексоров широко распространена там, где необходимо передавать много сигналов через ограниченное число каналов. Разделение потоков информации разными методами, такими как разделение по частотным полосам или кодирование, обеспечивает эффективность передачи.
Принцип работы мультиплексора
Принцип работы мультиплексора опирается на его возможность связывать некоторые входящие сигналы на один выход. Он выбирает один из них в зависимости от положения управляющего входа. Выходной сигнал будет получен с одного входа, если управляющий вход будет в положении 0, и с другого, если на управляющем входе будет 1.
Это позволяет мультиплексору коммутировать между разными входными данными и выбирать нужные на выходе.
Основное назначение мультиплексоров заключается в объединении различных потоковой информации, это обеспечивает эффективное использование ресурсов передачи информации. С каждым модулем, подключенным к блоку, можно взаимодействовать по HART протоколу, обеспечивая эффективное управление устройствами. Число мультиплексных входов принято называть количеством каналов, их может быть от 2 до 16, а выходов называют разрядами мультиплексора, обычно это 1 – 4.
Протокол связи H.A.R.T. (Highway Addressable Remote Transducer) – это гибридный аналогово-цифровой открытый промышленный протокол автоматизации. Его наиболее заметным преимуществом является возможность передачи информации по устаревшим аналоговым токовым петлям измерительных приборов с током 4–20 мА, используя те же провода, что и аналоговые системы управления. HART широко используется в структурах процессного контроля и измерения, начиная с небольших автоматизированных приложений и заканчивая высокоуровневыми промышленными механизмами управления.
В числе ключевых продуктов CHENZHU – HART мультиплексоры серии CZ8664, специально разработанные для интеграции с приборами. Каждый модуль серии позволяет подключать до 64 устройств, поддерживая версии ХАРТ 5 и ХАРТ 7. Мультиплексоров CHENZHU широко используются в энергетике и схемотехнике подчеркивается их совместимостью с ХАРТ протоколом, делая их оптимальным вариантом для более широкого спектра процессов автоматизации.
Применение различных мультиплексоров в разных системах также отличается:
- В цифровых системах телекоммуникации оператор без них не обходится. Допустим, канальные мультиплексоры применяются для организации трафика между телефонными станциями. Число сигналов на одной линии значительно увеличиваются, в разы увеличивая пропускную способность.
- Цифровой мультиплексор служат для отбора нужных сигналов для дальнейшей обработки или коммутации в видеоконференцсвязи, для двусторонней передачи интерактивных данных в реальном времени.
- Мультиплексоры играют важную роль в сетях Интернет, обеспечивая коммутацию пакетов данных и управление трафиком.
Преимущества использования мультиплексоров:
- Возможность коммутировать несколько сигналов на единственный выход, что упрощает схему и сокращает кабеля, необходимого для коммутации.
- Скорость коммутации довольно высока, это делает их применение очень обширным и полезным во многих программах и приложениях.
Виды мультиплексоров
Мультиплексоры различны по конфигурации. Наиболее распространены двухканальные, четырехканальные и восьмиканальные мультиплексоры. Кроме стандартного набора существуют более сложные виды мультиплексоров с большой численностью входов, они эксплуатируются в сложных комплексных системах.
Существует ряд базовых типов мультиплексоров, которые можно классифицировать по нескольким основным параметрам:
- Тип передаваемых сигналов. Мультиплексоры могут быть аналоговыми или цифровыми, в зависимости от сигналов, которые они передают.
- Тип используемых проводников. Они могут быть приспособлены для функционирования с медными проводами или оптическими волокнами и взаимодействовать с разными средами.
- Существуют первичные, вторичные и другие виды мультиплексоров, которые могут обработать сигналы разной иерархии, от простых до сложных.
Аналоговый мультиплексор устанавливает непосредственное электрическое соединение между входом и выходом, обладая сопротивлением всего несколько единиц или десятков Ом. В то время как дискретные мультиплексоры не создают прямой электрической связи между ними.
Оптические мультиплексоры и демультиплексоры – это пассивные оборудования, разработанными для мультиплексирования и демультиплексирования частотно разделенных сигналов (каналов), передающихся по одному лучу (SingleMode MM) на длинах волн CWDM или DWDM.
Мультиплексоры находят широкое применение в разнообразных сферах, включая:
- Телекоммуникацию. Мультиплексоры применяются для объединения ряда потоков данных или сигналов на одном канале связи, что позволяет оптимизировать использование пропускной способности и уменьшить количество необходимых кабелей или линий коммутации.
- Компьютерные сети. Мультиплексоры используются для коммутации сетевых пакетов и управления трафиком, что помогает оптимизировать использование доступной сетевой пропускной способности.
- В области обработки аудио и видео мультиплексоры служат для коммутации различных аудио- и видеосигналов. Это делает возможным создание сложных мультимедийных систем.
- Автоматизация и промышленность. В промышленных системах мультиплексоры служат сбором информации с разного рода датчиков и механизмов, обеспечивая их пересылку на центральную схему управления.
- Медицинская техника. Мультиплексоры используются в медицинской технике для объединения материалов со всевозможных медицинских приборов и передачи их на мониторы или структуры анализа.
- Научные и исследовательские цели. В научных и исследовательских приложениях мультиплексоры применяют для сбора и анализа показаний с разнообразных источников, что помогает в проведении экспериментов и исследований.
Заключение
Мультиплексоры – это незаменимые компоненты в современных цифровых системах при коммутации и выборе необходимых сигналов. Широкого используются в системах связи, обработки сигналов и компьютерных сетях делают их неотъемлемой частью современных технологий.
Перед приобретением мультиплексора или демультиплексора важно учитывать аспекты, такие как тип устройства, разрешение, наличие детектора движения, возможность подключения дополнительного монитора и другие технические характеристики.
Оценка требуемых характеристик мультиплексора включает серию ключевых факторов:
- Уточните, какая пропускная способность необходима для вашей сети.
- Определите примерное расстояние, на котором потребуется передавать сигналы.
- Выбранный мультиплексор должен быть совместим с другими составными частями вашей связи, такими как оптические передатчики и приемники, что обеспечит избежать проблем с интеграцией.
- Также следует учесть стоимость мультиплексора.
От правильного выбора зависит эффективность использования в конкретной комплексной схеме.
В 2022 году Арморайз успешно представила на российском рынке продукцию CHENZHU, дополняя свой ассортимент передовыми решениями в области автоматизации. Сертификация продукции, подтвержденная официально, и непосредственные поставки от производителя гарантируют нашим клиентам конкурентоспособные цены и оперативную отправку товаров. Компания Арморайз как официальный представитель CHENZHU в России обеспечивает клиентов высококачественной продукцией и поддержкой.