Digitální komparátor

Předpokládejme, že máme dvě binární čísla, která máme porovnat podle jejich velikosti. Jedno z těchto dvou čísel může být buď větší, stejné nebo menší než druhé číslo. Digitální obvod, který tuto úlohu porovnání binárních čísel provádí, se nazývá digitální komparátor. Pro lepší pochopení uvažujme dvě jednobitová binární čísla A a B. Hodnoty A a B jsou buď 0, nebo 1 a nic jiného. Nyní logicky navrhněme obvod, který bude mít dva vstupy, jeden pro A a druhý pro B, a tři výstupní svorky, jednu pro podmínku A > B, jednu pro podmínku A = B a jednu pro podmínku A <B. Pojmenujme výstupní svorky G, E a L.

Chceme,
G = 1 (logicky 1), když A > B.
B = 1 (logicky 1), když A = B.
A
L = 1 (logicky 1), když A < B.
Pokud tento logický obvod úspěšně navrhneme, bude s jistotou porovnávat dvě jednobitová binární čísla A, B a podle podmínek porovnání A a B dá na příslušné výstupní svorce vysoký stav.

Když, A = 0 a B = 0, pak A = B a E = 1
Když A = 0 a B = 1, pak A < B a L = 1
Když A = 1 a B = 0, pak A > B a G = 1
Když A = 1 a B = 1, pak A = B a E = 1

Nyní z výše uvedené tabulky, dostaneme,

Tento obvod lze realizovat jako,

Jelikož výše uvedený obvod může porovnávat pouze dvě jednobitová binární čísla, nazývá se jednobitový digitální komparátor.
Binární číselná soustava obvykle nepoužívá jednoduchá binární čísla, místo toho používá vícebitová binární čísla, která jsou obvykle 4 bity a vyšší. Navrhněme tedy 4bitový číslicový komparátor, abychom získali jasnější představu o komparátoru.
Předpokládejme, že existují dvě 4bitová binární čísla,

Porovnávejme tato dvě čísla
Podmínka (1), když A1 > B1, tj. A1 = 1 a B1 = 0, ⇒ A > B nebo G = 1.
Podmínka (2), když A1 = B1 a A2 > B2, tj. A2 = 1 a B2 = 0 ⇒ A >B nebo G = 1.

Podmínka (3), když A1 = B1 a A2 = B2 a A3 > B3, tj.e. A3 = 1 a B3 = 0 ⇒ A >B nebo G = 1.
Podmínka (4), když A1 = B1, A2 = B2, A3 = B3 a A4 > B4 i.A4 = 1 a B4 = 0 ⇒ A > B nebo G = 1.

Z toho vyplývá, že G = 1, jestliže platí některá z výše uvedených rovnic,

Podobně,


Nyní,


Pakliže,


Logický obvod lze sestavit z výše uvedených rovnic (i), (ii) a (iii).

Jedná se o 4bitový digitální komparátor.

IC digitálního komparátoru

Integrovaný obvod (IC) dostupný pro 4bitový digitální komparátor je IC 7485. Pro vícebitové porovnávání lze kaskádovat více takovýchto integrovaných obvodů. Tento integrovaný obvod má tři svorky označené jako (A < B)in, (A = B)in a (A > B)in a další tři svorky označené jako (A < B)out, (A = B)out a (A > B)out. Při kaskádovém zapojení dvou integrovaných obvodů 7485 by byly (A < B)out, (A = B)out a (A > B)out integrovaného obvodu nižšího řádu připojeny k (A < B)in, (A = B)in a (A > B)in integrovaného obvodu vyššího řádu.

.