Co to jest cyfrowy komparator?
Komparator cyfrowy to obwód elektroniczny lub urządzenie zdolne do przyjmowania dwóch sygnałów binarnych i przeprowadzania testów na tych sygnałach w celu ustalenia ich równoważności względem siebie. Najprostsza forma komparatora cyfrowego porównuje dwa sygnały binarne, znane w przetwarzaniu komputerowym jako bity, i wykorzystuje serię logicznych bramek do ustalenia, czy dwa bity są równe lub czy jeden jest większy od drugiego w oparciu o logikę binarną, w której każdy sygnał otrzymuje wartość zero lub jeden. Większość cyfrowych obwodów komparatora jest przystosowanych do porównywania wielu bitów do porównania, przy czym w wielu aplikacjach bity są łączone przez zewnętrzne oprogramowanie lub sprzęt w rzeczywiste liczby. W sercu większości jednostek centralnych (CPU) w komputerach i innych urządzeniach cyfrowych komparator wykonuje dużą część operacji logicznych, które umożliwiają działanie komputera. Poza komputerami komparatory cyfrowe są również używane w niektórych urządzeniach, w których wejście analogowe jest przetwarzane na informacje cyfrowe, które są mierzone lub monitorowane, na przykład w niektórych miernikach testowych.
Sposób działania komparatora cyfrowego rozpoczyna się od wprowadzenia informacji. Komparator może obsługiwać tylko dane binarne, co oznacza, że niezależnie od mechanizmu wejściowego, sygnał wchodzący do obwodu może mieć tylko dwa stany, które zwykle określa się jako zero i jeden. Obwód może być zaprojektowany do obsługi wielu bitów jednocześnie, tak jak dzieje się to na procesorze większości komputerów.
Gdy bit jest porównywany z innym bitem, można go przetestować na jeden z trzech sposobów za pomocą komparatora cyfrowego. Pierwszym jest równoważność, co oznacza, że wynik porównania jednego bitu z drugim da wynik dodatni lub prawdziwy, jeśli oba bity są równe jeden lub jeśli oba bity są równe zero. Poszczególne bity można również sprawdzić, aby zobaczyć, czy jeden jest większy lub mniejszy od drugiego. Jednak w przypadku sekwencji bitów porównania w celu ustalenia, który zestaw ma wyższą lub niższą wartość, muszą sprawdzić każdy bit, aby zobaczyć, który zestaw ma bardziej wysoko umieszczony najbardziej znaczący bit, ponieważ determinuje to rzeczywistą wartość liczbową zestawu bitów. Wynik porównania jest przekazywany jako wyjście z komparatora cyfrowego do dowolnego sprzętu, z którym jest połączony.
Oprócz procesorów komputerowych, w niektórych urządzeniach, które kontrastują obrazy wizualne z obrazami cyfrowymi, można zastosować komparator cyfrowy, tak jak ma to miejsce w przypadku inżynierii opartej na programach komputerowego wspomagania kreślenia (CAD) w celu sprawdzenia, czy fizycznie wytworzone produkty są zgodne ze specyfikacjami. Można je również wykorzystać do konwersji sygnałów analogowych na wzorce cyfrowe. Cyfrowy komparator może być również używany w połączeniu z wieloma innymi urządzeniami, aby działać jako monitor w warunkach przemysłowych, aby zobaczyć dokładne informacje cyfrowe o stanie maszyny.