बाइनरी डिकोडर्स

डिकोडर कॉम्बिनेशन सर्किट का प्रकार होता है जो कि छोटे बिट वैल्यू को बड़े बिट वैल्यू में डिकोड करता है। यह आम तौर पर एन्कोडर्स के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है जो कि डिकोडर क्या करता है इसके ठीक विपरीत है, इसलिए डिकोडर्स के साथ आगे बढ़ने से पहले एनकोडर के बारे में यहां पढ़ें। एन्कोडर की तरह ही फिर भी कई प्रकार के डिकोडर हैं, लेकिन एक डिकोडर में आउटपुट लाइनों की संख्या हमेशा इनपुट लाइनों की संख्या से अधिक होगी। हम सीखेंगे कि एक डिकोडर कैसे काम करता है और हम इस ट्यूटोरियल में अपनी परियोजना के लिए कैसे निर्माण कर सकते हैं।

डिकोडर का मूल सिद्धांत:

जैसा कि पहले बताया गया है, डिकोडर एक एनकोडर का सिर्फ एक हिस्सा है। यह इनपुट और डिकोड के रूप में द्विआधारी मूल्यों की एक विशेष संख्या लेता है और फिर तर्क का उपयोग करके अधिक लाइनों में। एक नमूना डिकोडर नीचे दिखाया गया है जो इनपुट के रूप में 2 लाइनों में लेता है और उन्हें 4 लाइनों में परिवर्तित करता है।

डिकोडर्स के साथ अंगूठे का एक और नियम यह है कि, यदि इनपुट की संख्या n (यहाँ n = 2) मानी जाती है, तो आउटपुट की संख्या हमेशा 2 ⁿ (2 ² = 4) के बराबर होगी जो हमारे मामले में चार है। डिकोडर में 2 इनपुट लाइनें और 4 आउटपुट लाइनें हैं; इसलिए इस प्रकार के डिकोडर को 2: 4 डिकोडर कहा जाता है। दो इनपुट पिन को I1 और I0 के रूप में नामित किया गया है और चार आउटपुट पिन को O0 से O3 तक नाम दिया गया है जैसा कि ऊपर दिखाया गया है।

यह जानना भी महत्वपूर्ण है कि यहां दिखाया गया एक साधारण डिकोडर दोनों इनपुटों की स्थिति के बीच अंतर नहीं कर पाने का दोष है (शून्य अन्य सर्किट से जुड़ा नहीं है) और दोनों इनपुट कम होने (तर्क 0)। इस खामी को प्राथमिकता वाले डिकोडर का उपयोग करके हल किया जा सकता है जिसे हम इस लेख में बाद में जानेंगे। एक साधारण डिकोडर की सत्य तालिका नीचे दिखाई गई है

से डिकोडर सच्चाई तालिका हम एक आउटपुट लाइन के लिए बूलियन अभिव्यक्ति लिख सकते हैं, जहां उत्पादन उच्च हो जाता है बस का पालन करें और I1 और I0 के मूल्यों के आधार पर एक और तर्क के रूप में। यह एनकोडर विधि से बहुत मिलता-जुलता है, लेकिन यहां हम OR लॉजिक के बजाय AND लॉजिक का उपयोग करते हैं। सभी चार लाइनों के लिए बूलियन अभिव्यक्ति नीचे दी गई है, जहाँ प्रतीक (?) प्रतिनिधित्व करता है और तर्क और प्रतीक (') प्रतिनिधित्व नहीं करता है

O ₀ = I ₁ '.I ₀ ' O ₁ = I ₁ '.I ₀ O ₂ = I ₁.I ₀ ' O ₃ = I ₁.I ₀

अब जब हमारे पास सभी चार अभिव्यक्ति हैं, तो हम इन अभिव्यक्तियों को एंड गेट्स और गेट्स का उपयोग करके एक कॉम्बिनेशन लॉजिक गेट सर्किट में बदल सकते हैं। बस (।) के स्थान पर AND गेटों का उपयोग करें और एक (') के स्थान पर गेट (इनवर्टेड लॉजिक) और आपको निम्न लॉजिक डायग्राम मिलेगा।

हमें निर्माण करते हैं 4 विकोडक सर्किट आरेख: 2 पर breadboard और जाँच यह कैसे वास्तविक जीवन में काम कर रहा है। इसे हार्डवेयर के रूप में काम करने के लिए आपको लॉजिक गेट IC का उपयोग करना होगा जैसे 740 गेट के लिए नहीं और 7408 AND AND गेट के लिए । दो इनपुट I0 और I1 एक पुश बटन के माध्यम से प्रदान किए जाते हैं और आउटपुट एलईडी रोशनी के माध्यम से मनाया जाता है। एक बार जब आप ब्रेडबोर्ड पर कनेक्शन बनाते हैं तो यह नीचे दी गई तस्वीर में कुछ इस तरह दिखाई देगा

बोर्ड एक बाहरी + 5 वी आपूर्ति द्वारा संचालित होता है, जो गेट आईसी को शक्ति प्रदान करता है, हालांकि Vcc (पिन 14) और ग्राउंड (पिन 7) पिन। इनपुट पुश बटन द्वारा दिया जाता है, जब इसे दबाया जाता है तो यह तर्क 1 होता है और जब दबाया नहीं जाता है तो यह तर्क 0 देता है, पिंस को तैरने की स्थिति से रोकने के लिए मूल्य 1k का पुल डाउन रेसिस्टर भी जोड़ा जाता है। आउटपुट लाइनें (O0 से O3) इन लाल एलईडी रोशनी के माध्यम से दी जाती हैं, अगर वे चमकती हैं तो यह तर्क 1 है और यह तर्क है 0. इस डिकोडर सर्किट का पूरा काम नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है

ध्यान दें कि प्रत्येक इनपुट के लिए सत्य तालिका शीर्ष बाएं कोने में प्रदर्शित होती है और एलईडी भी उसी क्रमबद्ध तरीके से चमकती है। इसी तरह हम सभी प्रकार के डिकोडर्स के लिए कॉम्बिनेशन लॉजिक डायग्राम भी बना सकते हैं और उन्हें इस तरह हार्डवेयर पर बना सकते हैं। आप आसानी से उपलब्ध डिकोडर आईसी में देख सकते हैं यदि आपका प्रोजेक्ट एक सूट करता है।

मानक विकारों की कमियां:

एनकोडर की तरह ही मानक डिकोडर भी एक ही समस्या से ग्रस्त है, अगर दोनों इनपुट जुड़े नहीं हैं (लॉजिक एक्स) आउटपुट शून्य के रूप में नहीं रहेगा। इसके बजाय डिकोडर इसे तर्क 0 के रूप में मानेंगे और बिट O0 को उच्च बनाया जाएगा।

प्राथमिकता डिकोडर:

तो हम उस समस्या को दूर करने के लिए प्रायोरिटी डिकोडर का उपयोग करते हैं, इस प्रकार के डिकोडर में "E" (इनेबल) के रूप में लेबल किया गया एक अतिरिक्त इनपुट पिन होता है जिसे प्राथमिकता वाले डिकोडर के वैध पिन के साथ जोड़ा जाएगा। ब्लॉक आरेख एक प्राथमिकता के लिए डिकोडर नीचे दिखाया गया है।

एक प्राथमिकता एनकोडर के लिए सच्चाई तालिका भी नीचे दिखाया गया है, यहाँ एक्स कोई संबंध का प्रतिनिधित्व करता है और '1' तर्क उच्च प्रतिनिधित्व करता है और '0' तर्क कम प्रतिनिधित्व करता है। ध्यान दें कि इनेबल बिट 0 है जब इनपुट लाइनों पर कोई कनेक्शन नहीं है और इसलिए आउटपुट लाइनें भी शून्य रहेंगी। इस तरह से हम उपर्युक्त कमियां दूर कर पाएंगे।

सत्य तालिका से हमेशा की तरह हम आउटपुट लाइनों O0 से O3 के लिए बूलियन अभिव्यक्ति को चला सकते हैं। उपरोक्त सत्य तालिका के लिए बूलियन अभिव्यक्ति नीचे दिखाया गया है। यदि आप करीब से देखते हैं तो आप देख सकते हैं कि अभिव्यक्ति सामान्य 2: 4 डिकोडर के समान है, लेकिन एनेबल बिट (E) को और अभिव्यक्ति के साथ बनाया गया है।

हे ₀ = ईआई ₁ 'मैं ₀ ' हे ₁ = ईआई ₁ 'मैं ₀ ओ ₂ = ईआई ₁.मैं ₀ ' हे ₃ = ईआई ₁.मैं ₀

उपरोक्त बूलियन अभिव्यक्ति के लिए संयोजन तर्क आरेख इनवर्टर (गेट्स) और 3-इनपुट और गेट के एक जोड़े का उपयोग करके बनाया जा सकता है। बस (') प्रतीक को इनवर्टर और (।) प्रतीक को AND गेट से बदलें और आपको निम्न तर्क आरेख मिलेगा।

3: 8 डेकोडर:

कुछ उच्च क्रम के डिकोडर भी हैं जैसे 3: 8 डिकोडर और 4:16 डिकोडर जो अधिक सामान्यतः उपयोग किए जाते हैं। इन डिकोडर्स को अक्सर आईसी पैकेज में सर्किट की जटिलता के लिए उपयोग किया जाता है। उच्च क्रम के डिकोडर बनाने के लिए 2: 4 डिकोडर्स जैसे निचले ऑर्डर डिकोडर्स को संयोजित करना भी बहुत आम है। उदाहरण के लिए हम जानते हैं कि 2: 4 डिकोडर में 2 इनपुट (I0 और I1) और 4 आउटपुट (O0 से O3) और 3: 8 डिकोडर में तीन इनपुट (I0 से I2) और आठ आउटपुट (O0 से O7) होते हैं। निम्न आदेश डिकोडर (2: 4) की संख्या की गणना करने के लिए हम निम्न सूत्रों का उपयोग कर सकते हैं: 3: 8 विकोडक जैसे उच्च आदेश डिकोडर बनाने के लिए आवश्यक है।

लोअर ऑर्डर डिकोडर की आवश्यक संख्या = एम 2 / एम 1 कहां, एम 2 -> कम ऑर्डर के लिए आउटपुट की संख्या डिकोडर एम 1 -> उच्च ऑर्डर के लिए आउटपुट की संख्या डेकोडर

हमारे मामले में, एम 1 का मूल्य 4 होगा और एम 2 का मूल्य 8 होगा, इसलिए इन मूल्यों को उपरोक्त सूत्रों में लागू करना जो हमें मिलता है

3: 8 विकोडक के लिए 2: 4 विकोडक की आवश्यक संख्या = 8/4 = 2

अब हम जानते हैं कि हमें 3: 8 विकोडक बनाने के लिए दो 2: 4 विकोडक की आवश्यकता होगी, लेकिन इन दोनों को इकट्ठा करने के लिए कैसे जोड़ा जाना चाहिए। नीचे ब्लॉक आरेख बस यही दिखाता है

जैसा कि आप देख सकते हैं इनपुट A0 और A1 दोनों डिकोडर के लिए समानांतर इनपुट के रूप में जुड़ा हुआ है और फिर पहले डिकोडर के एनेबल पिन को A2 (तीसरे इनपुट) के रूप में कार्य करने के लिए बनाया गया है। A2 का उल्टा संकेत आउटपुट Y0 से Y3 पाने के लिए दूसरे डिकोडर के इनेबल पिन को दिया गया है। यहां आउटपुट Y0 to Y3 को लोअर फोर मिन्टर्स और आउटपुट Y4 को Y7 के रूप में संदर्भित किया जाता है। निचले क्रम के माइन्टर्स दूसरे डिकोडर से प्राप्त किए जाते हैं और पहले डिकोडर से उच्च ऑर्डर मिनर्म्स प्राप्त होते हैं। हालांकि इस प्रकार के संयोजन डिजाइन में एक ध्यान देने योग्य दोष यह है कि, डिकोडर में एक सक्षम पिन नहीं होगा, जो इसे उन समस्याओं के लिए अतिसंवेदनशील बनाता है जिनकी हमने पहले चर्चा की है।

4:16 विकोडक:

3: 8 विकोडक के समान 4:16 विकोडक का निर्माण दो 3: 8 विकोडक के संयोजन से भी किया जा सकता है। 4: 16 विकोडक के लिए हमारे पास चार इनपुट (A0 से A3) और सोलह आउटपुट (Y0 से Y15) होंगे। जबकि, 3: 8 डिकोडर के लिए हमारे पास केवल तीन इनपुट (A0 से A2) होंगे।

हमने पहले से ही आवश्यक डिकोडर की संख्या की गणना करने के लिए सूत्रों का उपयोग किया है, इस मामले में एम 1 का मूल्य 3 के बाद से 8 होगा: 8 डिकोडर में 8 आउटपुट हैं और एम 2 का मूल्य 16 होगा क्योंकि 4:16 डिकोडर में 16 आउटपुट हैं, इसलिए इन मूल्यों को उपरोक्त सूत्रों में लागू करना हमें मिलता है

आवश्यक संख्या 3: 8 डिकोडर के लिए 4:16 डिकोडर = 16/8 = 2

इसलिए हमें 4:16 डिकोडर के निर्माण के लिए दो 3: 8 विकोडक की आवश्यकता होती है, इन दो 3: 8 विकोडक की व्यवस्था भी पहले की तरह ही होगी। इन दो 3: 8 विकोडक को एक साथ जोड़ने के लिए ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है।

यहां आउटपुट Y0 से Y7 को आठ से कम माइनर माना जाता है और Y8 से Y16 तक के आउटपुट को आठ हाइट का माना जाता है। निचले दाएं माइनरमीटर सीधे इनपुट A0, A1 और A2 का उपयोग करके बनाए जाते हैं। समान संकेतों को पहले डिकोडर के तीन इनपुटों को भी दिया जाता है, लेकिन पहले डिकोडर के एनेबल पिन को चौथे इनपुट पिन (ए 3) के रूप में उपयोग किया जाता है। चौथे इनपुट A3 का उल्टा संकेत दूसरे डिकोडर के इनेबल पिन को दिया जाता है। पहला डिकोडर उच्च आठ minterms मान को आउटपुट करता है।

अनुप्रयोग:

एक डिकोडर आमतौर पर एक एनकोडर के साथ संयोजन में उपयोग किया जाता है और इसलिए वे दोनों एक ही अनुप्रयोग साझा करते हैं। Decoders और Encoders के बिना मोबाइल फोन और लैपटॉप जैसे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स संभव नहीं हैं। डिकोडर्स के कुछ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग नीचे सूचीबद्ध हैं।

• सिक्वेंसिंग सिग्नल एप्लीकेशन
• सिग्नल अनुप्रयोगों का समय
• नेटवर्क लाइनों
• स्मृति तत्व
• टेलीफोन नेटवर्क