Рис. 5.20.

Дешифратор работает таким образом, что в соответствии с кодовой комбинацией на адресных входах, выход с данным номером подключается к активному уровню. В серях ТТЛ дешифраторы имеют обычно активный низкий уровень сигнала, т.е. инверсные выходы, в сериях КМОП - активный высокий уровень. Адресные входы дешифратора нумеруют чаще всего не порядковыми номерами, а весами соответствующих разрядов, т.е. 1, 2, 4, 8, ... Число входов и выходов указывают парой к - 2^к, т.е. 3х8, 4х16. Широко используются неполные дешифраторы 4х10, 4х8 для управления десятичными и семисегментными индикаторами. Микросхемы дешифраторов могут иметь несколько разрешающих входов, объединяемых функцией коньюнкции, что позволяет легко наращивать схемы по каскадному принципу.

Обозначение DC можно расшифровать как decoder. Дешифратор, имеющий вход разрешения Е называют также декодер - демультиплексор. Это связано с тем, что такой дешифратор может успешно выполнять функцию демультиплексирования, если ко входу Е подключается мультиплексированная магистраль данных, а на адресные входы подаются адреса приемников информации.

Принцип построения КС на дешифраторах заключается в том, что каждый выход дешифратора реализует по сути функцию вида: y_i = dk · ... · d4 · d2 · d1 (при активном низком уровне) и y_i = dk · ... · d4 · d2 · d1 (при активном высоком уровне выхода). Следовательно, если число адресных входов дешифратора равно числу входных переменных ЛФ (т.е. к = n), то выходы дешифратора, соответствующие единичным наборам ЛФ, следует объединить по ИЛИ, в результате чего и получается СДНФ реализуемой функции. В случае инверсных выходов, объединяющей функцией будет функция Шеффера (И-НЕ), что следует из теорем де Моргана:

В качестве примера рассмотрим уже использованную в предыдущем параграфе функцию f = (3, 5, 6, 7, 14, 15). Воспользуемся ИС КР1533ИД3, представляющей собой дешифратор-демультиплексор 4х16, с двумя инверсными входами разрешения с логикой И на входе. Схема приобретает следующий вид (рис.5.21.)

Рис. 5.21.

Незадействованные входы 11 и 12 микросхемы ЛА2 подключены к выходам 14 и 15 для корректной работы данной ИС. Эти входы можно также подключить к +U_и.п.(+5В), но при этом требуется дополнительный резистор 1КОм.

Если мы сравним полученную схему со схемой, использующей мультиплексор (рис. 5.15.), то увидим, что схема на рис.5.21. проигрывает по аппаратурным затратам и быстродействию. Для схемы рис. 5.15. имеем:

Т = t_{зд.р.лн1} + t_{зд.р.кп7} = (8 11)нс + (18 24)нс = 26 35 нс.

W = 1 + 1/6 корпуса.

I_сс = I_ccли2 + I_ccкп7 = 4,2 мA + 12 мA = 16,2 мA.

Для схемы рис.5.21. получаем:

Т = t_{зд.р.ид3} + t_{зд.р.ла2} = (30 36)нс + (10 12)нс = 40 48 нс.

W = 2 корпуса.

I_сс = I_ccид3 + I_ccла2 = 15 мA + 0,9 мA = 15,9 мA.

Энергопотребление обеих схем практически одинаково.

В тех случаях когда число входных переменных ЛФ больше числа адресных входов дешифратора (n > к), каждая избыточная переменная приводит к удвоению числа используемых дешифраторов.

Рассмотрим это на примере функции f = (0, 2, 3, 6, 7, 9, 11, 15, 16, 20, 21, 25), уже встречавшейся в предыдущем параграфе. Используем разложение:

Соответствующая схема представлена на рис.5.22.

Рис. 5.22.

Произведем сопоставление полученной схемы со схемой рис. 5.17., реализующей эту же функцию на мультиплексоре. Для схемы рис. 5.17. имеем:

Т = 2t_{зд.р.ле1} + t_{зд.р.кп7} = 2 · (10 12)нс + (18 24)нс = (20 24)нс + (18 24)нс = 38 48 нс.

W=2 корпуса.

I_сс = I_ccле1 + I_ccкп7 = 4,0 мA + 12 мA = 16 мA.

Для схемы рис. 5.22. имеем:

Т = 2t_{зд.р.ла4} + t_{зд.р.ид3} + t_{зд.р.ли6} = 2 · (10 11)нс + (30 36)нс + (10 26)нс = (20 22)нс + (30 36)нс + (10 26)нс = 60 84 нс.

W = 2 + 3/4 + 2/3 корпуса.

I_сс = 2I_ccид3 + 2I_ccли6 + 2I_ccла4 = 2 · 15 мA + 2 · 2 мA + 2,2 мA = 30 + 4 + 2,2 = 36,2 мA.

Из проведенного анализа можно сделать вывод, что КС разработанные на дешифраторах существенно проигрывают аналогичным схемам на мультиплексорах по основным параметрам и применять их в качестве элементного базиса для выполнения ЛФ следует только в исключительных случаях (например, отсутствие других функциональных элементов).