इलेक्ट्रॉनीय स्विच मंडले

विद्युत् प्रवाहाचा मार्ग हवा तेव्हा हवा त्या क्रमाने जोडणे अगर तोडणे ही कार्ये करणारी इलेक्ट्रॉनीय मंडले. अशा प्रकारची मंडले संगणकांमध्ये (गणित कृत्ये करणाऱ्या यंत्रांमध्ये) वापरावी लागतात. वाहतूक नियंत्रक दिव्यांची योग्य क्रमाने उघड-मीट करण्याकरताही अशी मंडले वापरतात. दूरध्वनी नियंत्रण केंद्रामध्येही दूरध्वनी मार्गांची जोडणी स्वयंचलित पद्धतीने करण्याकरिता अशा प्रकारच्या इलेक्ट्रॉनीय मंडलांचा वापर अलीकडे सुरू झाला आहे. अशा प्रकारच्या प्रणालींमध्ये घटक इलेक्ट्रॉनीय मंडलास निरनिराळ्या प्रकारच्या अवगम संकेतांचे [संकेतांमध्ये रूपांतर केलेल्या माहितीचे, अवगम सिद्धांत] ग्रहण करणे, हे संकेत साठवून ठेवणे व त्या संकेतांचा योग्य तऱ्हेने वापर करून नियोजित उद्दिष्ट साध्य करणे, ही कार्ये करावी लागतात.

या मंडलांमध्ये वापरण्यात येणाऱ्या प्रयुक्ती बहुधा द्विमान प्रकारच्या म्हणजे दोन संभाव्य अवस्था असणाऱ्या अशा असतात. उदा., निर्वात अगर वायुभारित इलेक्ट्रॉन नलिका, अर्धसंवाहक द्विप्रस्थ, ट्रँझिस्टर [ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ति]. या प्रयुक्तींच्या विद्युत् प्रवाह संवाहक व विद्युत् प्रवाह रोधक अशा दोन अवस्था असतात.

या प्रयुक्तींचे नियंत्रण करणारे संकेतही बहुधा द्विमान प्रकारचे असतात. उदा., दोन संभाव्य मूल्ये असलेला विद्युत् दाब अगर विद्युत् प्रवाह. स्विचिंग मंडलास आदान (आत द्यावयाचे) म्हणून देण्यात येणारे हे द्विमान संकेत पुढीलपैकी कोणत्यातरी एका परिस्थितीचे अस्तित्व दर्शवितात : (१) दोन किंवा अधिक घटनांचे सह अस्तित्व, (२) दोन किंवा घटनांचा विशिष्ट क्रम, (३) दोन किंवा अधिक घटनांचे सह अस्तित्व आणि विशिष्ट क्रम या दोहोंचा एकत्र परिणाम. अशा प्रकारच्या आदान संकेतांमुळे स्विचिंग मंडलांकडून द्विमान प्रकारच्याच प्रदान (बाहेर पडणाऱ्या) संकेतांची निर्मिती होते. हे प्रदान संकेत व आदान संकेत यांमध्ये फलनस्वरूपी  (एकमेकांवर अवलंबून असलेल्या गणितीय स्वरूपाचा) परस्पर संबंध असतो.

‘तर्क’ आणि ‘स्मरण’ ही स्विचिंग मंडलांची दोन मूलभूत लक्षणे असतात. उदा., क आणि ख या दोन्ही आदान संकेतांचे सह अस्तित्व असेल तरच क्ष हा प्रदान संकेत मिळेल आणि क किंवा ख यापैकी संकेत मिळेल. अशा प्रकारचे तार्किक परस्परसंबंध स्विचिंग मंडलांत अभिप्रेत असतात; तर ज्या आदान संकेतामुळे मंडलाची विशिष्ट अवस्था निर्माण झाली ती अवस्था आदान संकेत संपल्यानंतरही चालू रहाण्याचा गुणधर्म स्विचिंग मंडलाचे ‘स्मरण’ दर्शवितो.

आ. १. सह-अस्तित्वदर्शन स्विच मंडल: (१) पहिला स्विच, (२) दुसरा स्विच, (३) तिसरा स्विच. व-वर, खा-खाली, दि-दिवा, वि. पु. - विद्युत् पुरवठा.

सह-अस्तित्वदर्शक मंडले : मंडलाची पूर्वीची अवस्था कशीही असली, तरी विशिष्ट प्रकारच्या एकापेक्षा अधिक आदान संकेतांच्या सह-अस्तित्वामुळे विशिष्ट प्रकारचा प्रदान संकेत ज्या स्विचिंग मंडलामध्ये निर्माण होतो त्याला सह-अस्तित्वदर्शक मंडल म्हणता येईल. एका दिव्याचे नियंत्रण तीन निरनिराळ्या साध्या वर खाली करावयाच्या स्विचांनी करण्यासाठी योजलेले मंडल, अशा प्रकारच्या सह-अस्तित्वदर्शक मंडलाचे उदाहरण म्हणून घेता येईल. या योजनेमध्ये तीन स्विचांपैकी कोणताही एक स्विच वापरून दिवा लावता आला पाहिजे किंवा विझविता आला पाहिजे. या क्रियेचे विश्लेषण केल्यास असे दिसून येईल की, यासाठी योजलेल्या मंडलामध्ये खालील गोष्टी साध्य झाल्या पाहिजेत : (१) कोणताही एख किंवा तीनही स्विच खाली केलेले असल्यास दिवा लागला पाहिजे. (२) कोणताही एक किंवा तीनही स्विच वर केलेले असल्यास दिवा विझला पाहिजे. आ. १ मध्ये दर्शविलेल्या मंडलात या सर्व गोष्टी साध्य होतात.

आ. २. 'आणि' व 'अथवा' द्वारे : १, २, ३-आदान बंधक; प्र-प्रदान; चि-चिन्ह. (अ) 'आणि' द्वार; (आ) 'अथवा' द्वार.

येथे हे कार्य साधे वर खाली करावयाचे तीन स्विच वापरून केलेले आहे. इलेक्ट्रॉनीय स्विचिंग मंडलांत या मंडलांतील एकसरी (एका पुढे एक) व अनेकसरी (निरनिराळ्या शाखांतील) जोडसंयोगांच्या जाला ऐवजी तार्किक क्रिया करणार्‍या इलेक्ट्रॉनीय द्वारांचा उपयोग केलेला असतो. या अर्थाने इलेक्ट्रॉनीय द्वार म्हणजे सह-अस्तित्वदर्शक मंडल होय. या द्वारामुळे स्विचप्रमाणे विद्युत् प्रवाह मार्गांच्या जोडणीमध्ये प्रत्यक्ष फेरफार केले जात नाहीत. त्याऐवजी द्वारापासून मिळणार्‍या प्रदानाच्या विद्युत् दाबाचे अगर विद्युत् प्रवाहाचे नियंत्रण करून अपेक्षित क्रिया केली जाते.

आ. ३. 'नाही' द्वार: प्र. ना. -प्रदान नाही.आ.

‘आणि’ द्वार, ‘अथवा’ द्वार व ‘नाही’ द्वार या तीन द्वारांचा अशा मंडलांत सर्वांत अधिक उपयोग करण्यात येतो. सर्व आदान संकेत एकाच वेळी अस्तित्वात असतील तरच ‘आणि’ द्वारापासून प्रदान संकेत मिळू शकतो. उलट निदान कोणताही एक आदान संकेत अस्तित्वात असेल तरीही ‘अथवा’ द्वारापासून प्रदान संकेत मिळतो. आ. २ मध्ये द्विप्रस्थ वापरून तयार केलेली ‘आणि’ व ‘अथवा’ द्वारे दाखविली आहेत व आ. ३ मध्ये ट्रँझिस्टर वापरून तयार केलेले ‘नाही’ द्वार दाखविले आहे.

‘आणि’ द्वारामध्ये द्विप्रस्थ अशा रीतीने जोडले आहेत की, E एवढ्या मूल्याच्या धन विद्युत् दाबामुळे या R रोधकामधून आणि नंतर तुलनेने कमी मूल्याच्या कोणत्याही एका द्विप्रस्थाच्या (अग्रदिशिक) रोधामधून व आदान बंधकाला जोडलेल्या मंडलामधून जमिनीकडे विद्युत् प्रवाह वाहतो. आदान संकेत अस्तित्वात नसेल तेव्हा प्रदान तारेचे वर्चस् (विद्युत् स्थिती) जवळजवळ शून्याइतके असते. तीनही आदान बंधकांनी एकाच वेळी E इतक्या मूल्याचे विद्युत् दाब स्पंद (फार थोडा काळ टिकणारा बदल) दिल्यास द्विप्रस्थांमधून वाहणारा विद्युत् प्रवाह खंडित होईल व स्पंदकालात प्रदान तारेवर धन वर्चस् निर्माण होईल. याचाच अर्थ असा की, धन विद्युत् दाबाचे प्रदान मिळविण्यासाठी १, २ व ३ या तीनही आदान बंधकांना धन विद्युत् दाबाचे स्पंद दिले पाहिजेत.

आ. ४. सह-अस्तित्वदर्शक इलेक्ट्रॉनीय स्विच मंडल : प्र-प्रदान संकेत (याच्यामुळे दिवा लागतो); १, २, ३ - आदान संकेत; अ -'अथवा' द्वार; आ - 'आणि' द्वार; ना- 'नाही' द्वार.

‘अथवा’ द्वारामध्ये द्विप्रस्थ याच्या उलट रीतीने जोडलेले असतात. त्यामुळे जमिनीकडून आदान मंडलामधून व प्रत्येक द्विप्रस्थामधून (अनुकूल अवपतित म्हणजे एकीकडे कल असलेला विद्युत् दाब दिलेला) व नंतर बरेच जास्त मूल्य असलेल्या R या रोधकामधून –E या ऋण विद्युत् पुरवठ्याकडे विद्युत् प्रवाह वाहतो. आदान संकेत अस्तित्वात नसेल तेव्हा प्रदान तारेचे वर्चस् जवळजवळ शून्याइतके असते. परंतु E एवढ्या किंवा त्याहून जास्त धन विद्युत् दाबाचा स्पंद आदान संकेत म्हणून १ किंवा २ किंवा ३ म्हणजे कोणत्याही एका आदान बंधकाला दिल्यास उरलेल्या दोन्ही द्विप्रस्थांमधील प्रवाह खंडित होतो व स्पंदकालात प्रदान तारेवर धन वर्चस् निर्माण होते.

आ. ३ मधील ‘नाही’ द्वारामध्ये डाव्या कडेच्या बंधकाला आदान संकेत दिल्यास प्रदान मिळणार नाही. उलट कोणताही आदान संकेत नसेल तेव्हा धन वर्चसाच्या स्वरूपात प्रदान मिळेल.

आ. ४ मध्ये दर्शविलेले इलेक्ट्रॉनीय मंडल वापरून आ. १ मधील मंडलाचे कार्य होऊ शकेल.

स्विच मंडलांच्या अभिकल्पामध्ये (योजनेमध्ये) एकूण स्विचिंगकाल (म्हणजे स्विच चालू होण्यासाठी लागणारा काल अधिक तो बंद होण्यासाठी लागणारा काल) महत्त्वाचा असतो. हा काल द्वार मंडलांमध्ये वापरलेल्या अंतर्गत घटकांच्या (द्विप्रस्थ, ट्रँझिस्टर इ.) गुणधर्मांवर अवलंबून असतो. संगणकांमध्ये वेगवेगळ्या क्रिया अत्यंत जलद होणे आवश्यक असते. त्यातील द्वार मंडलात हा काल २० नॅनोसेकंद (२० × १०-९सेकंद) एवढा अल्प असू शकतो.

इलेक्ट्रॉन नलिका वापरूनही अशा प्रकारच्या द्वारांची रचना करता येते.

क्रमदर्शक मंडले : या मंडलांत प्रदान संकेत आदान संकेताच्या तात्कालिक स्थितीवर आणि त्याच्या पूर्वस्थितीवरही अवलंबून असतो. म्हणजेच या मंडलांमध्ये स्मरण घटकांचा वापर अत्यावश्यक असतो.

आ. ५. ट्राँझिस्टरयुक्त स्मरण घटक (उघड-मीट): (१) विशिष्ट अवस्थाकारक संकेत, (२) पूर्वस्थिती संकेत, (३) विशिष्ट अवस्थाकारक संकेतानंतर धन वर्चस्, (४) पूर्वस्थिती संकेतानंतर धन वर्चस्.

अशा प्रकारचा स्मरण घटक म्हणून साधे उघड-मीट मंडल वापरता येते. विवर्धकांच्या [ इलेक्ट्रॉनीय विवर्धक] दोन टप्प्यांचे हे मंडल बनलेले असून प्रत्येक विवर्धक टप्प्याचे प्रदान दुसर्‍यास आदान म्हणून जोडून त्याची रचना केलेली असते. विद्युत् दाब स्पंद एका टप्प्याला आदान म्हणून पुरविल्यास उघड-मीट मंडल संभाव्य दोन अवस्थांपैकी एका अवस्थेत स्थिरावते. दुसर्‍या विवर्धक टप्प्याला विद्युत् दाब स्पंदाचे आदान पुरवून मंडल दुसर्‍या म्हणजे मूळच्या अवस्थेत स्थिरावेपर्यंत पहिली अवस्था कायम राहते. विशिष्ट घटना घडली असल्याचे स्मरण राहण्यासाठी या गुणधर्माचा उपयोग करून घेतला जातो.

आ. ५ मध्ये n-p–n ट्रँझिस्टर [ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ती]वापरून तयार केलेलेउघड-मीट मंडल दाखविले आहे. अवस्थाकारक संकेत धन विद्युत् दाब स्पंदाच्या स्वरूपात दिल्यावर T1ट्रँझिस्टरमधून प्रवाह वाहतो तर T2 ट्रँझिस्टरमधील प्रवाह खंडित होतो. पूर्वस्थिती संकेत स्पंद पुरविल्यानंतर T2 ट्रँझिस्टरमधून प्रवाह वाहू लागतो व T1 ट्रँझिस्टरमधील प्रवाह खंडित होतो. आकृतीत दर्शविल्याप्रमाणे त्या त्या अवस्थेत योग्य त्या ट्रँझिस्टरपासून धन वर्चस् स्वरूपात प्रदान मिळते व या प्रदानाच्या स्थानावरून मंडलाची स्थिती आपणास समजते.

विशिष्ट कार्यकारी स्विचिंग मंडले : अतिशय गुंतागुंतीच्या स्विचिंग प्रणालींमध्येही आवश्यक त्या सर्व स्विचिंग प्रक्रिया काही मोजक्या प्रकारच्या घटक मंडलांतून केल्या जातात. अशा प्रत्येक घटक मंडलाकडून एक अगर अधिर विशिष्ट कार्ये केली जातात.

आ. ६. निवड मंडलाचा आव्यूह : क, ख, ग - नियंत्रक आदान बंधक (पहिला गट) ; य, र - नियंत्रक आदान बंधक (दुसरा गट); कय, खय, गय, व कर, खर, गर यांपैकी एका बंधकाचीप्रदानाच्यासाह्याने निवड होते

निवड मंडले : निवड मंडलाला इच्छित बाबीचे ओळख चिन्ह (किंवा इच्छित बाबीचे स्थान अगर पत्ता) पुरविले जाते व त्या ओळख चिन्हाच्या साहाय्याने हे मंडल त्याच प्रकारच्या अनेक बाबींमधून हवी असलेली बाब नेमकी शोधून काढते. निवड करावयाची बाब पुष्कळदा मंडलातील बंधकांच्या किंवा विशिष्ट ठिकाणी जोडलेल्या तारांच्या स्वरूपात असते. निर्देशित बंधकावर किंवा तारेवर विशिष्ट विद्युत् स्थिती निर्माण करून एक प्रकारची खूण निर्माण करणे, असे या निवडीचे स्वरूप असते. ही विद्युत् स्थिती म्हणजे विद्युत् दाब अगर विद्युत् प्रवाह यांचा स्पंद किंवा स्थिर स्वरूपातील एकदिश विद्युत् संकेत अशा कोणत्या तरी प्रकारची असते. या विद्युत् स्थितीच्या साहाय्याने निवड केलेल्या मंडलास इशारा देण्यात येतो किंवा त्याचे नियंत्रण केले जाते.

‘आणि’ द्वारे वापरून तयार केलेले निवड मंडल आ. ६ मध्ये आव्यूहाच्या (मंडलातील घटकांच्या उभ्या-आडव्या ओळींत केलेल्या काटकोन चौकोनाकार रचनेच्या) स्वरूपात दाखविले आहे. अशा मंडलामध्ये आदान संकेत उभ्या ओळींतील एका बंधकाला व आडव्या ओळींतील एका बंधकाला एकाच वेळी दिला जातो. ही दोन्ही बंधके ज्या ‘आणि’ द्वाराला जोडलेली आहेत त्या त्या द्वाराच्या प्रदान बंधकावर निवडदर्शक प्रदान संकेत मिळतो.

आ. ७. 'आणि' व 'अथवा' द्वारे असलेले जोड-मंडल : क, ख, ग, य, र - घटक मंडले; द - दुवा; १,२,३,४,५ - नियंत्रक आदान बंधक.

संयोगी मंडले : स्विचिंग प्रणाली म्हणजे विशिष्ट कार्य करणार्‍या अनेक मंडल एककांचा समूह असतो. अवगमाची देवाणघेवाण करण्यासाठी या एकाकंपैकी काही प्रत्यक्षपणे एकमेकांस जोडण्याची आवश्यकता काही वेळा निर्माण होते. मंडल एककांमधील परस्पर संबंध प्रस्थापित करण्याकरता जोड-मंडले वापरून ही तात्कालिक गरज भागविली जाते. आ. ७ मध्ये ‘आणि’ व ‘अथवा’ द्वारे वापरून तयार केलेले साधे इलेक्ट्रॉनीय संयोगी मंडल दाखविले आहे. या मांडणीमध्ये ‘आणि’ द्वारांची योग्य ती जोडी बाहेरील नियंत्रक मंडलाच्या साहाय्याने कार्यान्वित करून क, ख, ग या तीन विशिष्ट कार्यकारी मंडलांपैकी कोणत्याही एका मंडलापासून य किंवा र मंडलापर्यंत एकमेव दुवा वापरून संदेशवहन मार्ग उपलब्ध करून देता येतो. एकमेकांस जोडावयाची दोन घटक मंडले अनेक तारांनी जोडलेली असतील, तर किंवा अशाच प्रकारे इतर घटक मंडलेही एकाच वेळी एकमेकांस जोडावयाची असतील, तर आणखी ‘आणि’ द्वारे वापरावी लागतील, हे उघड आहे. ‘अथवा’ द्वारामुळे आदान मंडले संधिबिंदूपाशी एकमेकांपासून अलग ठेवण्याचे कार्य होते.

टाळेबंदी मंडले : स्विचिंग प्रणालींमध्ये पुष्कळ वेळा अशी परिस्थिती निर्माण होते की, एकाच क्षणी एकाच प्रकारची अनेक मंडल-एकके दुसर्‍या प्रकारच्या विशिष्ट कार्यकारी मंडलाशी संबंध जोडण्याची मागणी करीत असतात. अशी मागणी करीत असलेल्या मंडलांचा परस्परांच्या कार्यात अडथळा होऊ न देण्याचे कार्य टाळेबंदी मंडले करतात. बाहेरील अनेक मंडलांकडून एकाच वेळी टाळेबंदी मंडलास आदान संकेत देण्यात आले, तर एका वेळी एकाच मंडलाच्या संकेतानुसार प्रदान संकेत निर्माण केला जातो.

आ. ८. टाळेबंदी मंडल : १, २, ३, ४ - थंड ऋणाग्रयुक्त वायुभरित नलिका; C1, C2, C3, C4 - नियंत्रक आदान संकेत; Z - णाग्र मार्गातील समाईक संरोध; B1, B2, B3, B4 - प्दान तारा; प - पूर्वस्थिती कळ (मंडल पूर्वस्थितीत आणण्यासाठी येथे मंडल तोडावे).

आ. ८ मध्ये थंड ऋणाग्रयुक्त वायुभरित नलिका वापरून तयार केलेले टाळेबंदी मंडल दाखविले आहे. नलिकांच्या नियंत्रक अग्रांकडे जाणार्‍या तारांवर बाहेरील मंडलाकडून धन वर्चस् निर्माण केले जाते. हे धन वर्चस् म्हणजे प्रदान बाजूकडील दुसर्‍या मंडलाबरोबर संबंध जोडण्याची मागणी असते. अशा नलिकांच्या विद्युत् प्रवाह मार्गात (या मंडलात ऋणाग्राच्या एकसरीत) समाईक संरोध (सर्व प्रकारचा रोध असलेला घटक) समाविष्ट केला, तर एकाच वेळी एकाहून अधिक आदान संकेत आल्यास फक्त एकच नलिका आयनीभूत (जिच्यातील वायूत विद्युत् भारित अणू किंवा रेणू तयार झालेले आहेत अशी) होते. नलिकेच्या नियंत्रक फटीमध्ये एकदा आयनीभवन झाले म्हणजे नलिकेमधून प्रवाह सुरू होतो आणि हा प्रवाह समाईक संरोधामधून वाहतो. त्यामुळे इतर सर्व नलिकांच्या ऋणाग्र व नियंत्रक अग्रामधील विद्युत् दाब या नलिकांमध्ये आयनीकरण होण्यास अपुरा होतो. परंतु हा कमी झालेला विद्युत् दाब आयनीभवन झालेल्या (एकाच) नलिकेमधील विद्युत् प्रवाह चालू ठेवण्यास मात्र पुरेसा असतो. या नलिकेचा विद्युत् प्रवाह मार्ग खंडित होईपर्यंत या नलिकेतील प्रवाह चालू राहतो. प्रत्येक नलिकेच्या धनाग्राच्या एकसरीत जोडलेल्या रोधकामुळे विशिष्ट नलिकेमध्ये आयनीभवन झाल्याचे ओळखता येते. ज्या नलिकेच्या प्रदान तारेचे वर्चस् या रोधकामुळे कमी झालेले असते त्या त्या नलिकेच्या आदान बंधकास जोडलेल्या मंडलास प्रदान बाजूकसडील मंडलांशी संबंध प्रस्थापित करण्याची परवानगी देण्यात आलेली आहे, असा याचा अर्थ होतो. याउलट इतर नलिकांच्या आदान बंधकांना जोडलेल्या मंडलांना अशी परवानगी नाकारण्यात येते म्हणजेच त्यांना टाळेबंदीला तोंड द्यावे लागते असे म्हणता येईल.

टाळेबंदी मंडलांना ‘शिकारी’ अगर ‘शोधक’ मंडले अशीही नावे आहेत.

रूपांतर मंडले : संगणक ही अतिशय गुंतागुंतीची स्विचिंग प्रणाली (व्यूह) आहे. या प्रणालीमध्ये संकेतबद्ध अवगमाचे संस्करण केले जाते. या प्रणालींना जो अवगम पुरविला जातो व ज्याच्यावर या प्रणालींकडून निरनिराळ्या प्रक्रिया केल्या जातात तो बहुधा अंकीय (आकड्यांच्या) स्वरूपात असतो.

अंकीय संकेतनाचे (संकेतामध्ये रूपांतर करण्याच्या क्रियेचे) अनेक प्रकार आहेत. प्रत्येक प्रकाराची काही अभिलक्षणे (विशेष गुण) आहेत व प्रत्येक संकेतन प्रकार स्विचिंग मंडलांमध्ये विशिष्ट परिस्थितीत अधिक सोयीचा असतो. म्हणून संगणकामध्ये किंवा इतर काही स्विचिंग प्रणालींमध्ये एका संकेतन पद्धतीने संकेतबद्ध केलेल्या अवगमाचे दुसर्‍या संकेतन पद्धतीमध्ये रूपांतर करणारे मंडल वापरलेले नेहमी आढळून येते. रूपांतर मंडले ही सह-अस्तित्वदर्शक मंडलेच असतात. एका संकेतन पद्धतीतील आदान संकेतांचा विशिष्ट समूह विशिष्ट प्रकारचेच प्रदान संकेत या रूपांतर मंडलांच्या साहाय्याने निर्माण करतो. म्हणजेच एका प्रकारच्या संकेतन पद्धतीने संकेतबद्ध केलेल्या अवगमानचे दुसर्‍या प्रकारच्या संकेतन पद्धतीमध्ये रूपांतर होते.

नोंद मंडले : स्विचिंग प्रणालीला पुरविलेल्या अवगमाचा वापर नेहमीच ताबडतोब केला जाईल असे नाही. अशा वेळी भविष्यकालीन उपयोगासाठी तो अवगम नोंद मंडलांमध्ये साठवून ठेवणे आवश्यक असते.

नोंद मंडलांमध्ये साठवून ठेवावयाचा संकेतबद्ध अवगम आदान संकेत म्हणून पुरविला जातो व तो मंडलांतील स्मरण घटकांमध्ये साठवून ठेविला जातो. नंतर जरूर पडेल तेव्हा, हा साठविलेला अवगम त्याच अगर भिन्न संकेतन पद्धतीने प्रदान म्हणून मिळविता येतो. म्हणून नोंद मंडलांमध्ये अनेक प्रकारच्या स्मरण घटकांचा वापर केलेला असतो. अशा मंडलांमध्ये लक्षावधी अवगम कणांचा [येथे कण म्हणजे अवगमातील आशयाचा एकक,  अवगम सिद्धांत] साठा करता येतो.

नोंद मंडलांचा अनेक ठिकाणी वापरला जाणारा प्रकार म्हणजे स्थानाबदल नोंद मंडल हा होय. साठविलेला अंकबद्ध अवगम, वापरलेल्या विशिष्ट संकेतन पद्धतीतील वरच्या अगर खालच्या स्थानी सरकवण्याची (म्हणजे स्थानाबदल करण्याची) क्षमता या मंडलांत असते. उदा., दशमान संकेतन पद्धतीतील नोंदीमध्ये एकम् स्थानाचा अंक दशम् स्थानी सरकविता येतो. अशा नोंद मंडलांचा उपयोग अंकीय संगणकांमध्ये गुणाकार कृत्यामधील एकेका अंकाने गुणून आलेल्या संख्यांची बेरीज करण्याकरिता त्या योग्य पद्धतीने सरकवून मांडून घेण्याकरिता केला जातो.

आ. ९. द्विस्पंद ट्राँझिस्टर गणक मंडल: आ-आदान, प्र-प्रदान.

गणक मंडले : स्विचिंग प्रणालींमध्ये या प्रकारच्या मंडलांचा उपयोग मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. बाहेरून एकामागोमाग पुरविलेले अवगमदर्शक विद्युत् प्रवाह स्पंद अगर विद्युत् दाब स्पंद शोधून काढणे व मोजणे हे या मंडलांचे कार्य असते. आ. ९ मध्ये ट्रँझिस्टर वापरून तयार केलेले द्विमान गणक मंडल दाखविले आहे. या मंडलामध्ये T2 ट्रँझिस्टरमधून प्रवाह वाहत आहे व T1 ट्रँझिस्टरमधील प्रवाह खंडित आहे. ही अवस्था सामान्य अवस्था आहे असे मानू. पहिला धन विद्युत् दाब स्पंद क द्विप्रस्थामधून T2 च्या पाया पर्यंत जाईल व त्यामुळे T2 मधील प्रवाह खंडित होईल व T1 मध्ये प्रवाह वाहू लागेल. अशाच प्रकारचा दुसरा स्पंद आता ख द्विप्रस्थामधून क च्या पायापर्यंत जाईल व त्यामुळे पुन्हा मूळची स्थिती निर्माण होईल. म्हणजे दोन आदान स्पंदांनंतर मंडल पुन्हा पूर्वस्थितीला येईल. दुसर्‍या स्पंदामुळे प्रदान तारेवरील विद्युत् दाब ऋणमूल्यापासून (T2मधील प्रवाह खंडित असल्यामुळे) शून्यापर्यंत (T2मधील प्रवाह सुरू झाल्यामुळे) वाढेल. म्हणजे या द्विमान गणक मंडलाला दोन आदान स्पंद (धन वर्चसाचे)पुरविले असता एक प्रदान स्पंद (धन वर्चसाचा) या मंडलापासून मिळतो. अशा रीतीने कंप्रता विभाजक (ज्याच्या प्रदान तरंगाची कंप्रता, म्हणजे दर सेकंदास होणारी कंपन संख्या, आदान तरंगाच्या कंप्रतेचा युक्त अपूर्णांक असते अशी प्रयुक्ती) म्हणूनही हे मंडल कार्य करते. या मंडलाप्रमाणे एक एक टप्पा असलेली अनेक द्विमान गणक मंडले एकापुढे एक अशी जोडली, तर एका टप्प्याचे प्रदान पुढच्या टप्प्यास आदान म्हणून पुरविले जाईल. या प्रकारचे दोन टप्प्यांचे गणक मंडल चार स्पंद मोजील, तर तीन टप्प्यांचे मंडल आठ स्पंद मोजील.

इलेक्ट्रॉनीय स्विच : या इलेक्ट्रॉनीय मंडलास दोन निरनिराळ्या प्रकारचे तरंग आदान म्हणून पुरविल्यास प्रत्येक आदान तरंगाकाराची हुबेहूब प्रतिमा आलटून पालटून (म्हणजे एकाआड एक अशी) या मंडलाच्या प्रदान स्थानी मिळते. प्रेषक (पाठविणार्‍या) द्वारामुळे या मंडलातील स्विचिंग प्रक्रिया होते आणि पुष्कळ वेळा अशा द्वार मंडलालाच इलेक्ट्रॉनीय स्विच ही संज्ञा दिली जाते. तथापि इलेक्ट्रॉनीय स्विच हे एक स्वतंत्र उपकरण समजण्याची प्रथा आहे. निरनिराळ्या तरंगाकारांचे परंतु ज्यांच्या आवर्तकालांमध्ये (आवर्तकाल म्हणजे एका आवर्तनास किंवा कंपनास लागणारा काल) समकालिक परस्परसंबंध आहे, असे दोन तरंग या मंडलाला आदान म्हणून पुरविलेले असतात. एका आदान तरंगाच्या आवर्तकालाशी समकालिक अशा कालाने आलटून पालटून हे दोन तरंग प्रदान स्थानाशी जोडण्याचे कार्य या मंडलाकडून होते. आदान तरंगांपैकी एक तरंग आवर्ती आदेशक (आवर्ती क्रिया सुरू करणारा) स्पंद निर्माण करण्यासाठी समकालिकारक संकेत म्हणून वापरता येतो व हे आदेशक स्पंद इलेक्ट्रॉनीय स्विच मंडलात अंतर्भूत असलेल्या द्वार संकेत जनित्रांना (संकेत निर्माण करणार्‍या साधनांना) पुरविले जातात. या इलेक्ट्रॉनीय स्विचाचा उपयोग ज्याच्यामध्ये एकच इलेक्ट्रॉन शलाका आहे, अशा ऋण किरण दोलनदर्शकाच्या [ इलेक्ट्रॉनीय मापन]पडद्यावर परस्परांशी काल-संबंधित असलेल्या दोन संकेतांचे चित्रलेखन करण्यासाठी करतात. यासाठी दोलनदर्शकाचे कालप्रमाण मंडल उपलब्ध असलेल्या दोन आदान संकेतांपैकी एकाबरोबर समकालित केले जाते. इलेक्ट्रॉनाय स्वीच मंडलात अंतर्भूत असलेल्या प्रेषक द्वाराच्या साहाय्याने प्रत्येक आदान संकेत आलटून पालटून प्रदान स्थानी जोडला जातो. याचबरोबर प्रत्येक संकेताशी निरनिराळे विशिष्ट मूल्य असलेल्या एकदिश विद्युत् दाबाचा सहयोग केला जातो (किंवा प्रत्येकसंकेताला निरनिराळ्या उंचीच्या चौथर्‍यावर उभे केले जाते असे म्हणता येईल). यामुळे दोलनदर्शकाच्या पडद्यावर प्रत्येक संकेत निरनिराळ्या पातळ्यांवर उमटतो.

आ. १०. इलेक्ट्रॉनीय स्विचचे निरनिराळे विभाग व त्यांचे परस्पर संबंध : आ१-आदान संकेत (पहिला), आ२-आदान संकेत(दुसरा), प्र-आदान संकेत (आलटून पालटून दोन्ही संकेत), आ. प्र.-आदेश प्रदान, १ - विवर्धक (पहिला परिवाह), २ - विवर्धक (दुसरा परिवाह), ३-४- स्विचिंग प्रयुक्ति, ५-६ - विवर्धक व सहयोगकारक, ७-सहयोगकारक, ८-आदेश मंडल, ९-द्वार तरंगाकार जनित्र, प१ - पहिला परिवाह, प२ - दुसरा परिवाह, अं-अंतर्गत

आ. १० मध्ये अशा प्रकारच्या इलेक्ट्रॉनीय स्विचचे निरनिराळे विभाग दर्शविले आहेत. यामध्ये दोन्ही आदान संकेत प्रत्येक परिवाहाच्या (मार्गाच्या) विवर्धकांना स्वतंत्रपणे पुरविले आहेत. नंतर विवर्धित तरंगाकार स्विचिंग प्रयुक्तींना व आदेश मंडलाला जोडले आहेत. आदेश मंडलाचे समकालीकरण कोणत्याही एका आदान संकेताबरोबर किंवा अंतर्गतरीत्या करता येते. द्वार तरंगाकार जनित्र म्हणजे बहुधा द्विस्थायी बहुकंपक मंडल असते. बहुकंपक हा एक प्रकारचा दोन टप्प्यांचा शिथिलन आंदोलक [आंदोलक]असून त्यातील प्रत्येक टप्प्याचे प्रदान दुसर्‍याचे आदान असते. द्विस्थायी बहुकंपकामध्ये दोन नलिका अशा प्रकारे अवपातित केलेल्या असतात की, मंडलाला दोन स्थिर स्थिती प्राप्त होतात व एका स्थितीतून दुसर्‍या स्थितीत मंडलाचा बदल होण्यासाठी आदेशक स्पंदाची जरूरी असते. यामध्ये निर्माण केलेल्या द्वार तरंगाकाराचा उपयोग स्विचिंग प्रयुक्ती आलटून पालटून चालू करण्यासाठी केला जातो.

द्वार स्पंदाचा हवा तेवढा भाग प्रत्येक परिवाहातील संकेताशी सहयोगित करता येतो. असे करण्याने प्रदानस्थानी आलटून पालटून येणार्‍या संकेतांचे परमप्रसर (स्थिर स्थितीपासून लंब दिशेने होणारी कमाल स्थानांतरणे) एकमेकांपासून अलग करता येतात.

आदेश मंडलापासून दोलनदर्शकाच्या कालप्रमाण जनित्रासही आदेश पुरविता येतो.

लेखक : के.ल.जोशी

स्त्रोत : मराठी विश्वकोश

संदर्भ : 1. Caldwell, S.H. Switching Circuits and Logical Design, New York, 1958.

2. Ryder, J. D. Engineering Electronics, New York, 1967.

3. Zeines, B. Principles of Industrial Electronics, New York, 1966.