Antag att vi har två binära tal som vi måste jämföra utifrån deras storlek. Ett tal av dessa två tal kan antingen vara större, lika stort eller mindre än det andra talet. Den digitala krets som utför denna jämförelseuppgift mellan binära tal kallas digital komparator. För att förstå bättre kan vi betrakta två binära enbitarstal A och B. Värdet på A och B är antingen 0 eller 1 och inget annat. Låt oss nu logiskt konstruera en krets som kommer att ha två ingångar, en för A och en för B, och tre utgångsterminaler, en för A > B-tillstånd, en för A = B-tillstånd och en för A < B-tillstånd. Låt oss namnge utgångsterminalerna G, E respektive L.
Vi vill,
G = 1 (logiskt 1) när A > B.
B = 1 (logiskt 1) när A = B.
Och
L = 1 (logiskt 1) när A < B.
Om vi lyckas utforma den här logikkretsen kommer den säkert att jämföra två binära enkelbitar A och B och ger hög status vid respektive utgångsterminal i enlighet med jämförelsevillkoren för A och 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 | 0 |
När, A = 0 och B = 0, då är A = B och E = 1
När A = 0 och B = 1, då är A < B och L = 1
När A = 1 och B = 0, då är A > B och G = 1
När A = 1 och B = 1, då är A = B och E = 1
Nu från ovanstående tabell, får vi,
Denna krets kan realiseras som,
Då ovanstående krets endast kan jämföra två binära enkelbitar, kallas den för digital enkelbitarskomparator.
Det binära talsystemet använder normalt inte enkla binära tal utan använder istället multibits binära tal som normalt är 4 bitar och mer. Så låt oss konstruera en digital 4-bits komparator för att få en tydligare uppfattning om komparatorn.
Antag att det finns två binära 4-bitarstal,
Låt oss jämföra dessa två tal
Villkor (1), när A1 > B1 dvs. A1 = 1 och B1 = 0, ⇒ A > B eller G = 1.
Bestånd (2), när A1 = B1 och A2 > B2 dvs. A2 = 1 och B2 = 0 ⇒ A >B eller G = 1.
Bestånd (3), när A1 = B1 och A2 = B2 och A3 > B3 i.e. A3 = 1 och B3 = 0 ⇒ A >B eller G = 1.
Villkor (4), när A1 = B1, A2 = B2, A3 = B3 och A4 > B4 i.dvs. A4 = 1 och B4 = 0 ⇒ A > B eller G = 1.
Härav följer att G = 1 om någon av ovanstående ekvationer är sann,
Samma sak,
Nu,
Också när,
Den logiska kretsen kan dras från ekvationerna (i), (ii) och (iii) ovan.
Detta är en 4-bitars digital komparator.
IC för digital komparator
Den integrerade kretsen (IC) som finns tillgänglig för 4-bitars digital komparator är IC 7485. För fler bitars jämförelse kan flera sådana IC:er kaskadkopplas. Denna IC har tre terminaler, märkta som (A < B)in, (A = B)in och (A > B)in och andra tre terminaler märkta som, som (A < B)out, (A = B)out och (A > B)out. Vid kaskadkoppling av två 7485 IC:er skulle (A < B)out, (A = B)out och (A > B)out från IC:er av lägre ordning anslutas till (A < B)in, (A = B)in och (A > B)in från IC:er av högre ordning.