Esitettäköön, että meillä on kaksi binäärilukua, joita meidän on verrattava niiden suuruuden mukaan. Toinen näistä kahdesta luvusta voi olla joko suurempi, yhtä suuri tai pienempi kuin toinen luku. Digitaalista piiriä, joka suorittaa tämän binäärilukujen välisen vertailutehtävän, kutsutaan digitaaliseksi komparaattoriksi. Jotta ymmärtäisimme paremmin, tarkastellaan kahta yksibittistä binäärilukua A ja B. A:n ja B:n arvo on joko 0 tai 1 eikä mitään muuta. Suunnitellaan nyt loogisesti piiri, jolla on kaksi sisääntuloa, toinen A: lle ja toinen B: lle, ja sillä on kolme lähtöpäätettä, yksi A > B-ehdolle, yksi A = B-ehdolle ja yksi A < B-ehdolle. Nimetään lähtöpäätteet vastaavasti G, E ja L.
Haluamme,
G = 1 (loogisesti 1) kun A > B.
B = 1 (loogisesti 1) kun A = B.
Ja
L = 1 (loogisesti 1) kun A < B.
Jos suunnittelemme onnistuneesti tämän logiikkapiirin, se vertailee luotettavasti kahta yksibittistä binäärilukua A, B ja antaa korkean tilan vastaavassa lähtöliittimessä A: n ja B: n vertailuolosuhteiden mukaisesti.
| A | B | G | E | L |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
Kun, A = 0 ja B = 0, niin A = B ja E = 1
Kun A = 0 ja B = 1, niin A < B ja L = 1
Kun A = 1 ja B = 0, niin A > B ja G = 1
Kun A = 1 ja B = 1, niin A = B ja E = 1
Nyt yllä olevasta taulukosta, saamme,
Tämä piiri voidaan toteuttaa seuraavasti,
Koska edellä voidaan verrata vain kahta yksibittistä binäärilukua, sitä kutsutaan yksibittiseksi digitaaliseksi komparaattoriksi.
Binäärilukujärjestelmässä ei yleensä käytetä yksittäisiä binäärilukuja vaan monibittisiä binäärilukuja, jotka ovat yleensä 4 bittiä tai enemmän. Suunnitelkaamme siis 4-bittinen digitaalinen komparaattori, jotta saamme selkeämmän käsityksen komparaattorista.
Esitettäköön, että on kaksi 4-bittistä binäärilukua,
Vertaillaan näitä kahta lukua
Edellytys (1), kun A1 > B1 eli A1 = 1 ja B1 = 0, ⇒ A > B tai G = 1.
Ehto (2), kun A1 = B1 ja A2 > B2 eli A2 = 1 ja B2 = 0 ⇒ A > B tai G = 1.
Ehto (3), kun A1 = B1 ja A2 = B2 ja A3 > B3 i.e. A3 = 1 ja B3 = 0 ⇒ A >B tai G = 1.
Ehto (4), kun A1 = B1, A2 = B2, A3 = B3 ja A4 > B4 i.ts. A4 = 1 ja B4 = 0 ⇒ A > B tai G = 1.
Siten G = 1, jos jompikumpi yllä olevista yhtälöistä on tosi,
Samoin,
Nyt,
Jälleen kun,
Logiikkapiiri voidaan piirtää edellä olevista yhtälöistä (i), (ii) ja (iii).
Tämä on 4-bittinen digitaalinen komparaattori.
Digitaalisen komparaattorin IC
4-bittiseen digitaaliseen komparaattoriin saatavilla oleva integroitu piiri (IC) on IC 7485. Useamman bitin vertailua varten useampi kuin yksi tällainen IC voidaan kaskadoida. Tässä IC: ssä on kolme terminaalia, jotka on merkitty seuraavasti: (A < B)in, (A = B)in ja (A > B)in ja kolme muuta terminaalia, jotka on merkitty seuraavasti: (A < B)out, (A = B)out ja (A > B)out. Kahden 7485-IC:n kaskadoinnin aikana alemman IC:n (A < B)out, (A = B)out ja (A > B)out kytketään vastaavasti ylemmän IC:n (A < B)in, (A = B)in ja (A > B)in yhteyteen.