Was ist ein digitaler Komparator?
Ein digitaler Komparator ist eine elektronische Schaltung oder Vorrichtung, die in der Lage ist, zwei Binärsignale zu akzeptieren und Tests an diesen Signalen durchzuführen, um ihre Äquivalenz zueinander zu bestimmen. Die einfachste Form eines digitalen Komparators vergleicht zwei Binärsignale, die in der Computerverarbeitung als Bits bekannt sind, und verwendet eine Reihe von logischen Gattern, um basierend auf der Binärlogik, in der jedes Signal enthalten ist, zu bestimmen, ob die beiden Bits gleich sind oder ob eines größer als das andere ist erhält den Wert Null oder Eins. Die meisten digitalen Komparatorschaltungen sind so ausgelegt, dass sie zum Vergleich mehrere Bits akzeptieren, wobei in vielen Anwendungen die Bits durch externe Software oder Hardware zu tatsächlichen Zahlen kombiniert werden. Im Herzen der meisten Zentraleinheiten (CPUs) in Computern und anderen digitalen Geräten führt ein Komparator einen großen Teil der logischen Operationen aus, die eine Computerfunktion ermöglichen. Außerhalb von Computern werden digitale Komparatoren auch in einigen Geräten verwendet, in denen analoge Eingaben in digitale Informationen umgewandelt werden, die gemessen oder überwacht werden, z. B. in einigen Testmessgeräten.
Die Funktionsweise eines digitalen Komparators beginnt mit der Eingabe von Informationen. Der Komparator kann nur binäre Daten verarbeiten, was bedeutet, dass unabhängig vom Eingangsmechanismus das in die Schaltung kommende Signal nur zwei Zustände haben kann, die üblicherweise als Null und Eins bezeichnet werden. Die Schaltung kann für die gleichzeitige Verarbeitung mehrerer Bits ausgelegt sein, wie dies bei den meisten Computern mit der CPU der Fall ist.
Wenn ein Bit mit einem anderen Bit verglichen wird, kann es vom digitalen Komparator auf eine von drei Arten getestet werden. Die erste ist Äquivalenz, dh das Ergebnis des Vergleichs eines Bits mit einem anderen ergibt ein positives oder wahres Ergebnis, wenn beide Bits gleich eins sind oder wenn beide Bits gleich null sind. Es können auch einzelne Bits überprüft werden, um festzustellen, ob eines größer oder kleiner als ein anderes ist. Für eine Folge von Bits müssen jedoch Vergleiche, um zu bestimmen, welcher Satz einen höheren oder niedrigeren Wert hat, jedes Bit überprüfen, um festzustellen, welcher Satz ein höherwertiges Bit hat, da dies den tatsächlichen numerischen Wert des Bit-Satzes bestimmt. Das Ergebnis des Vergleichs wird als Ausgabe vom digitalen Komparator an die Hardware weitergeleitet, mit der er verbunden ist.
Über Computerprozessoren hinaus kann in einigen Geräten ein digitaler Komparator verwendet werden, der visuelle Bilder mit digitalen Bildern kontrastiert, wie dies beispielsweise in der Technik der Fall ist, die auf CAD-Programmen (Computer Aided Drafting) beruht, um zu überprüfen, ob die physisch hergestellten Produkte den Spezifikationen entsprechen. Sie können auch verwendet werden, um analoge Signale in digitale Muster umzuwandeln. Ein digitaler Komparator kann auch in Verbindung mit einer Reihe anderer Geräte als Monitor in einer industriellen Umgebung verwendet werden, um genaue digitale Informationen über den Zustand einer Maschine anzuzeigen.