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Decoder
Aus Kefk.
Unter einem Decoder versteht man in der Regel einen Umsetzer, Konverter oder Wandler für digitale oder analoge Signale. Er kann mit einem Umsetzer bzw. einer Codiereinheit oder auch Encoder genannt eine logische Einheit bzw. eine Funktionskette bilden. Eine Einrichtung die aus Ausgangssignalen des Decoders die ursprünglichen Eingangssignale für den Decoder erzeugen kann, ist der Encoder (oder auch Coder/Codierer). In der Kryptographie werden Personen und Hilfsmittel zum Entschüsseln von Nachrichten häufig als Decodierer bezeichnet.
Man unterscheidet je nach Signalart analoge und digitale Decoder.
Zur Umwandlung von analogen in digitale Signale werden in der Regel als AD-Wandler und umgekehrt als DA-Wandler bezeichnet. Wesentliche Kenngrößen dieser Wandler sind die Genauigkeit, Liniarität und Geschwindigkeit der Umsetzung.
Die digitale Signalverarbeitung kann auch zum Aufbau von Decodern verwendet werden.
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Analoge Decoder
Der bekannteste Dekoder für analoge Signale ist der für den Stereoempfang verwendete Decoder in den UKW FM-Receivern.
Digitale Decoder
Die Realisierung von Decodern kann durch reine Hardware, reine Software zum Beispiel in Codecs oder in DSPs erfolgen.
Digitale Decoder können mit:
- Schaltern
- Relais
- elektrischen Röhren
- Dioden
- Transistoren
- TTL-Bausteinen
- Read-Only-Memorys
- digitalen Signalprozessoren DSPs
aufgebaut werden.
In den Multimediaanwendungen dienen Decoder und Codecs häufig zum Rekonstruieren von Daten nach einer Übertragung oder Komprimierung.
Typische Anwendungsfälle von digitalen Decodern in der Technik sind Umwandlungen von Signalen für Meßgeräte und zur Ansteuerung digitalen Zählern mit unterschiedlichen Zähllogiken, sowie zur Umsetzung von Signalen von parallelen Übertragungsverfahren für eine sequenzielle Datenübertragung z. B. für die RS-232-Schnittstelle.
Beispiele für digitale Decoder in der Schaltungstechnik
Ein Decoder kann ein Schaltnetz sein, dass, je nach Realisierung, aus n Eingängen 2n (oder weniger) Min- bzw. Maxterme erzeugt. Jede Funktion lässt sich durch diese Terme ausdrücken und daher ist der Decoder dazu geeignet, beliebige Schaltfunktion zu realisieren, indem die auftretenden Terme ausgangsseitig verknüpft werden.
Beispiel eines Schaltnetzwerk als digitalen Decoder
- Eingänge: s0, s1, s2
- Ausgänge: Minterme m0, m1, ..., m7
s2 s1 s0 m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
1 aus n Decoder
Der 1-aus-n-Decoder schaltet genau einen von n Ausgängen auf 1, wobei n eine Potenz von 2 ist, da n in Binärdarstellung an den Eingängen anliegen muss. Bei den Eingängen e0, e1, e2, e3 mit 0 1 1 0 bin = 6 dez würde der Ausgang y6 = 1 und alle anderen y0, y1, ..., y5, y7, y8, ...y15 = 0.
Mit Hilfe von 1 aus n Decodern werden beispielsweise die einzelnen Flip-Flops in einem Speicher ausgewählt in die geschrieben werden soll, indem die Adresse an die Eingänge des 1 aus n Decoders gelegt wird und die Ausgänge y0, ..., yn und die Flip-Flop Eingänge f0, ..., fn mit einem UND verschaltet werden.
Realisierung von Decoder-Schaltungen mit Mintermen / Maxtermen:
| Minterm | Maxterm | |
|---|---|---|
| 0 | NOR-Gatter | UND-Gatter |
| 1 | OR-Gatter | NAND-Gatter |
