Che cos'è un comparatore digitale?
Un comparatore digitale è un circuito o dispositivo elettronico in grado di accettare due segnali binari e di eseguire test su tali segnali per determinarne l'equivalenza. La forma più semplice di un comparatore digitale confronta due segnali binari, noti nell'elaborazione del computer come bit, e utilizza una serie di porte logiche per determinare se i due bit sono uguali o se uno è maggiore dell'altro in base alla logica binaria in cui ciascun segnale viene dato il valore di zero o uno. La maggior parte dei circuiti di comparazione digitale sono progettati per accettare più bit per il confronto, in cui in molte applicazioni i bit sono combinati da software o hardware esterni in numeri reali. Al cuore della maggior parte delle unità di elaborazione centrale (CPU) nei computer e in altri dispositivi digitali, un comparatore esegue una gran parte delle operazioni logiche che consentono una funzione del computer. Al di fuori dei computer, i comparatori digitali vengono utilizzati anche in alcuni dispositivi in cui l'ingresso analogico viene convertito in informazioni digitali misurate o monitorate, ad esempio in alcuni misuratori di prova.
Il modo in cui funziona un comparatore digitale inizia con l'immissione di informazioni. Il comparatore può gestire solo dati binari, il che significa che qualunque sia il meccanismo di input, il segnale che entra nel circuito può avere solo due stati, che comunemente vengono chiamati zero e uno. Il circuito può essere progettato per gestire più bit contemporaneamente, come avviene nella CPU della maggior parte dei computer.
Quando un bit viene confrontato con un altro bit, può essere testato in uno dei tre modi dal comparatore digitale. La prima è l'equivalenza, il che significa che il risultato del confronto di un bit con un altro comporterà un risultato positivo, o vero, se entrambi i bit sono uguali o se entrambi i bit sono uguali a zero. È inoltre possibile verificare singoli bit per vedere se uno è maggiore o minore di un altro. Per una sequenza di bit, tuttavia, i confronti per determinare quale set ha un valore più alto o più basso devono controllare ogni bit per vedere quale set ha un bit più significativo posto più in alto, perché questo determina il valore numerico effettivo del set di bit. Il risultato del confronto viene passato come output dal comparatore digitale a qualsiasi hardware con cui è interfacciato.
Oltre ai processori per computer, in alcuni dispositivi è possibile utilizzare un comparatore digitale che contrappone le immagini visive alle immagini digitali, come nel caso dell'ingegneria che si basa su programmi CAD (computer-aided drafting) per verificare se i prodotti fabbricati fisicamente corrispondono alle specifiche. Possono anche essere impiegati per convertire segnali analogici in schemi digitali. Un comparatore digitale può anche essere utilizzato insieme a una serie di altri dispositivi per fungere da monitor in un ambiente industriale per visualizzare informazioni digitali accurate sullo stato di una macchina.