La multiplexación en display de circuitos digitales

La multiplexación es el proceso mediante el cual se pueden enviar o recibir un gran número de canales con el uso de un solo conductor o medio de transmisión. La multiplexación tiene una gran ventaja a la hora de transmitir señales a larga distancia además de aumentar la velocidad de procesamiento de los datos y la reducción de las dimensiones y complejidad de los circuitos electrónicos.

Este artículo es la continuación de “La reparación de circuitos digitales; teoría y práctica”

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explicación esquemática de la multiplexación de un gropo de display de siete segmentos

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Con la aplicación de la técnica de la multiplexación se reduce el número de pines requeridos para dar las salidas de lecturas en los display, en ese caso los de 7 segmentos. En la imagen arriba se muestra un grupo de cuatro displays de 7 segmentos conectados en paralelo aunque pueden ser muchos más dependiendo del uso o lectura a mostrar.

Con independencia del número de módulos de 7 segmentos conectados, solamente se necesitan siete conductores desde el chip lógico para alimentarlos. el multiplexor, que no es más que un conmutador de alta velocidad fabricado a semiconductores, va cambiando de forma secuencial y sincronizada la alimentación a cada ánodo, uno de cada vez, de los módulos de los 7 segmentos, asumiendo que tienen la configuración de ánodo común.

Los diodos se encienden y apagan pero es tan alta la velocidad que el ojo humano es incapaz de ver el parpadeo, al igual que el oído en caso de multiplexar el sonido. Un sistema de reloj sincroniza la posición del conmutador del multiplexor con la señal que entra de forma tal que se iluminan solo los leds de los displays en el momento correcto.

Si en el primer módulo de siete segmentos se muestra el número 8 las señales que llegan a cada uno de los conductores que alimentan los leds estas solo se generan en el mismo momento en que el selector hace contacto con el ánodo común de ese módulo y por eso solo se verá un 8 en ese display.

Para ello se necesita que el circuito tenga un multivibrador, un contador, la entrada del multiplexer, un circuito de scanner y el decoder de 7 segmentos, pero solo uno de este último y no uno para cada módulo.

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multiplexaje para display de siete segmentos

FIG.2

En la figura 2 se muestran las unidades necesarias para hacer posible la multiplexación en display de siete segmentos. La unidad de conmutación, el multiplexor electrónico, está representado en el esquema de la figura 2 como un scanner. El reloj y el contador mantienen la entrada del multiplexor y el scanner sincronizadas, escalonadas unas con las otras. El multiplexor de entrada es otro conmutador electrónico el cual selecciona la señal apropiada para que sea mostrada en el display de siete segmentos que está siendo energizado en ese momento por el scanner.

En el esquema se muestran los bloques separados para su mejor comprensión, pero en los modernos circuitos todos ellos van integrados formando un solo bloque o circuito integrado e incluso formando parte de otros chips de mayor complejidad como los de un teléfono móvil.

El display a base de LED es un elemento idealmente diseñado para su uso en la multiplexación pues la respuesta de emisión de luz a la presencia de electricidad de esos diodos es del orden de los nanosegundos, lo cual significa que pueden mostrar señal lumínica al ser energizados por un breve período de tiempo y emitir un pico alto de luz. La velocidad del scanner casi siempre está por encima de 1kHz, velocidad que el ojo humano no puede detectar.

Los displays hoy en día son mucho más sofisticados , pero la esencia de la electrónica y la física para que el ojo humano pueda detectar esa información gracias a la velocidad de los circuitos actuales, su alto nivel de integración que los hacen más pequeños, sus bajos niveles de consumo de energía y la tendencia hacia mayores resoluciones en pantalla, hacen que a detección de fallas en esos sistemas se convierta en la simple y cara sustitución de bloques completos o circuitos integrados SMD con el uso de herramientas especiales de soldadura- desoldadura.


Continuará con la explicación del display alfanumérico.


 

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