Supunem că avem două numere binare pe care trebuie să le comparăm în funcție de mărimea lor. Unul dintre aceste două numere poate fi fie mai mare, fie egal, fie mai mic decât celălalt număr. Circuitul digital care realizează această sarcină de comparare între numere binare se numește comparator digital. Pentru a înțelege mai bine, să luăm în considerare două numere binare pe un singur bit A și B. Valoarea lui A și B poate fi 0 sau 1 și nimic altceva. Acum, să proiectăm logic un circuit care va avea două intrări, una pentru A și cealaltă pentru B și trei terminale de ieșire, una pentru condiția A > B, una pentru condiția A = B și una pentru condiția A < B. Să numim bornele de ieșire G, E și respectiv L.
Vrem,
G = 1 (logic 1) când A > B.
B = 1 (logic 1) când A = B.
Și
L = 1 (logic 1) când A < B.
Dacă proiectăm cu succes acest circuit logic, acesta va compara cu încredere două numere binare pe un singur bit A, B și va da starea high la terminalul de ieșire respectiv în funcție de condițiile de comparare a lui A și B.
| A | B | G | E | L | |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
Când, A = 0 și B = 0, atunci A = B și E = 1
Când, A = 0 și B = 1, atunci A < B și L = 1
Când, A = 1 și B = 0, atunci A > B și G = 1
Când, A = 1 și B = 1, atunci A = B și E = 1
Acum din tabelul de mai sus, obținem,
Acest circuit poate fi realizat sub forma,
Pentru că cel de mai sus poate compara doar două numere binare pe un singur bit, se numește comparator digital pe un singur bit.
Sistemul de numerație binar nu folosește în mod normal numere binare simple, în schimb folosește numere binare pe mai mulți biți, care sunt în mod normal pe 4 biți și peste. Așadar, să proiectăm un comparator digital pe 4 biți pentru a avea o idee mai clară despre comparator.
Supunem că există două numere binare pe 4 biți,
Să comparăm aceste două numere
Condiția (1), când A1 > B1, adică A1 = 1 și B1 = 0, ⇒ A > B sau G = 1.
Condiția (2), când A1 = B1 și A2 > B2 adică A2 = 1 și B2 = 0 ⇒ A >B sau G = 1.
Condiția (3), când A1 = B1 și A2 = B2 și A3 > B3 i.e. A3 = 1 și B3 = 0 ⇒ A >B sau G = 1.
Condiția (4), când A1 = B1, A2 = B2, A3 = B3 și A4 > B4 i.e. A4 = 1 și B4 = 0 ⇒ A > B sau G = 1.
Înseamnă că G = 1 dacă oricare dintre ecuațiile de mai sus este adevărată,
În mod similar,
Acum,
Încă o dată când,
Circuitul logic poate fi trasat din ecuațiile de mai sus (i), (ii) și (iii).
Acesta este un comparator digital pe 4 biți.
IC de comparator digital
Circuitul integrat (IC) disponibil pentru comparatorul digital pe 4 biți este IC 7485. Pentru o comparație pe mai mulți biți, mai multe astfel de circuite integrate pot fi conectate în cascadă. Acest CI are trei terminale, etichetate ca (A < B)in, (A = B)in și (A > B)in și alte trei terminale etichetate ca, ca (A < B)out, (A = B)out și (A > B)out. În timpul conectării în cascadă a două circuite integrate 7485, (A < B)out, (A = B)out și (A > B)out ale circuitului integrat de ordin inferior vor fi conectate la (A < B)in, (A = B)in și, respectiv, (A > B)in ale circuitului integrat de ordin superior.