Čo je digitálny komparátor?

- Jan 16, 2019-

Digitálny komparátor je elektronický obvod alebo zariadenie schopné prijať dva binárne signály a vykonať testy na týchto signáloch, aby sa určila ich vzájomná rovnocennosť. Najjednoduchšia forma digitálneho porovnávača porovnáva dva binárne signály známe v počítačovom spracovaní ako bity a používa sériu logických brán na určenie toho, či sú dva bity rovnaké alebo či je jeden väčší ako druhý na základe binárnej logiky, v ktorej každý signál je daná hodnota buď nula alebo jedna. Väčšina digitálnych komparačných obvodov je navrhnutá tak, aby prijímala viac bitov na porovnanie, pričom v mnohých aplikáciách sú bity kombinované externým softvérom alebo hardvérom do skutočných čísel. V srdci väčšiny centrálnych procesorových jednotiek (CPU) v počítačoch a iných digitálnych zariadeniach komparátor vykonáva veľkú časť logických operácií, ktoré umožňujú funkciu počítača. Mimo počítačov sa digitálne komparátory používajú aj v niektorých zariadeniach, v ktorých sa analógový vstup konvertuje na digitálne informácie, ktoré sa merajú alebo monitorujú, napríklad v niektorých meracích prístrojoch.

Spôsob fungovania digitálneho komparátora začína vstupom informácií. Komparátor môže spracovávať iba binárne dáta, čo znamená, že bez ohľadu na vstupný mechanizmus môže signál prichádzajúci do obvodu mať iba dva stavy, ktoré sa bežne označujú ako nula a jedna. Okruh môže byť navrhnutý tak, aby narábal s viacerými bitmi súčasne, ako je tomu na procesore väčšiny počítačov.

Keď sa bit porovná s iným bitom, môže ho digitálny komparátor testovať jedným z troch spôsobov. Prvým je rovnocennosť, čo znamená, že výsledkom porovnania jedného bitu s druhým bude výsledok pozitívneho alebo pravdivého výsledku, ak sa oba bity rovnajú jednému alebo ak obidva bity sú nulové. Jednotlivé bity môžu byť tiež skontrolované, aby sa zistilo, že jeden je väčší alebo menší ako druhý. Pre sekvenciu bitov však porovnanie na určenie, ktorá sada má vyššiu alebo nižšiu hodnotu, musí skontrolovať každý bit, aby zistil, ktorá sada má najvyššie umiestnený najvýznamnejší bit, pretože to určuje skutočnú číselnú hodnotu množiny bitov. Výsledok porovnania sa prenáša ako výstup z digitálneho komparátora na akýkoľvek hardvér, s ktorým je prepojený.

Okrem počítačových procesorov možno v niektorých zariadeniach, ktoré kontrastujú vizuálne obrazy s digitálnymi obrazmi, používať digitálny komparátor, ako to môže byť v prípade inžinierstva, ktoré sa spolieha na programy CAD (CAD), ktoré kontrolujú, či fyzicky vyrobené výrobky spĺňajú špecifikácie. Môžu byť tiež použité na konverziu analógových signálov na digitálne vzory. Digitálny komparátor môže byť použitý aj v spojení s viacerými ďalšími zariadeniami, ktoré slúžia ako monitor v priemyselnom prostredí, aby zistili presné digitálne informácie o stave stroja.