Al giorno d'oggi, l'elettronica fa completamente parte della vita umana e il mondo intero osserva un progresso drammatico nell'utilizzo dei dispositivi elettronici. Fornendo molti vantaggi, l'elettronica è ora così diffusa che è quasi semplificato pensare ai dispositivi che non ne fanno uso rispetto a quelli che lo fanno. La tendenza avanzata nella tecnologia elettronica oggi ci ha permesso di discutere i dispositivi digitali ampiamente utilizzati comparatore e comparatori di magnitudine. Quindi, dopo le ampie prestazioni degli amplificatori operazionali, i dispositivi elettronici semplici più ampiamente accettati sono i comparatori. Quindi, approfondiamo gli argomenti di cos'è un comparatore digitale, il suo funzionamento, le sue prestazioni e le sue applicazioni.

Comparatore digitale e comparatore di grandezza

Una discussione dettagliata del comparatore digitale e del comparatore di grandezza include principalmente quanto segue.

Cos'è il comparatore digitale?

Poiché il confronto dei dati è per lo più richiesto in molti sistemi digitali al momento delle funzioni logiche o aritmetiche, i comparatori digitali sono l'opzione migliore per confrontare i dati. I comparatori digitali sono i più appropriati circuiti logici combinatori utilizzato per confrontare le grandezze relative di due numeri binari.

Il dispositivo accetta due numeri binari (A e B) come input e genera un output in base alla grandezza degli input dati (esempio: A = B o A> B o A porte logiche come AND, NOT o NOR porte. I comparatori digitali sono disponibili come comparatori di identità e comparatori di grandezza.

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Cos'è il Magnitude Comparator?

I comparatori di magnitudo sono utilizzati principalmente in microcontrollori e CPU per affrontare il confronto dei dati, registrare ed eseguire tutte le altre operazioni aritmetiche. I comparatori di magnitudo sono implementati in molti dispositivi e ogni dispositivo di spegnimento automatico è sicuramente progettato utilizzando un comparatore.

Un comparatore è uno strumento decisionale e possiede la capacità di essere eseguito in numerosi dispositivi di controllo. Accettando due numeri binari come input (A e B), il confronto dei dati attraverso i comparatori di grandezza produce l'output per indicare l'uguaglianza (A = B), logica 1 in due condizioni quando (A> B o A

Tipi di comparatori di grandezza

Esistono diversi tipi di comparatori di grandezza che includono quanto segue.

Comparatore di grandezza a 1 bit

Un comparatore che confronta due bit binari e produce tre uscite in base alle grandezze relative di determinati bit binari è chiamato comparatore di grandezza di 1 bit.

Verità tavolo

PER	B	PER	A> B	A = B
0	0	0	0	1
0	1	1	0	0
1	0	0	1	0
1	1	0	0	1

La tabella di verità deriva le espressioni di A B e A = B come sotto

PER

A> B - AB '
A = B - A’B ’+ AB
Con queste espressioni, lo schema del circuito può essere il seguente

1 bit di grandezza
Comparatore di grandezza a 2 bit
Un comparatore che confronta due numeri binari (ogni numero con 2 bit) e produce tre uscite in base alle grandezze relative di bit binari dati è chiamato comparatore di grandezza a 2 bit.
Tabella della verità
A1
A0 B1 B0 PER A = B A> B
0
0 0 0 0 1 0
0
0 0 1 1 0
0
0 0 1 0 1 0
0
0
0 1 1 1 0
0
0 1 0 0 0 0
1
0
1 0 1 0 1
0
0
1 1 0 1
0
0
0
1 1 1 1 0
0
1
0
0 0 0 0
1
1
0 0 1 0 0
1
1
0
1 0 0 1
0
1
0 1 1 1 0
0
1
1 0 0 0 0 1
1
1 0 1 0 0
1
1
1 1 0 0 0
1
1 1 1 1 0 1
0
La tabella di verità deriva le espressioni di A B e A = B come sotto
PER
A> B - A1B1 ’+ A0B1’B0’ + A1A0B0 ’
A = B - (A0 Ex-Nor B0) (A1 Ex-Nor B1)
Con queste espressioni, lo schema del circuito può essere il seguente

Magnitudo 2 bit
Comparatore di grandezza a 3 bit
Un comparatore che confronta due numeri binari (ogni numero ha 3 bit) e produce tre uscite in base alle grandezze relative di bit binari dati è chiamato comparatore di grandezza a 3 bit.

Magnitudo 3 bit
Le funzioni uguali sono A0 = B0, A1 = B1, A2 = B2
Poi A = B = (A0’B0 ’+ A0B0) (A1’B1’ + A1B1) (A2’B2 ’+ A2B2)
L'output è PER nei casi di
A2
A2 = B2 poi A1
A2 = B2, A1 = B1 poi A0
PER
L'output è A> B i nei casi di
A2> B2
A2 = B2 poi A1> B
A2 = B2, A1 = B1 quindi A0> B0
A> B = A2B2 ’+ + [(A2’B2’ + A2B2) * A1B1 ’] + + [(A2’B2’ + A2B2) * [(A1’B ’+ A1B1) * A0B0’]

Diagramma logico a 3 bit
Comparatore di grandezza a 4 bit
Un comparatore che confronta due numeri binari (ogni numero ha 4 bit) e produce tre uscite in base alle grandezze relative di bit binari dati è chiamato comparatore di magnitudine a 4 bit.
I bit di input possono essere definiti come A = A3 A2 A1 A0 e B = B3 B2 B1 B0
L'output è A> B nei casi di
A3 = 1 e B3 = 0
A3 = B3 e A2 = 1, B2 = 0
A3 = B3 e A2 = B2 e A1 = 1 e B1 = 0
A3 = B3 e A2 = B2 e A1 = B 1 e A0 = 1 e B0 = 0
E A> B può essere espresso come
A> B = A3B3 '+ (A3 Ex-Nor B3) A2B2' + (A3 Ex-Nor B3) (A2 Ex-Nor B2) A1B1 '+ (A3 Ex-Nor B3) (A2 Ex-Nor B2) (A1 Ex-Nor B1) A0B0 '
Mentre
PER
Allo stesso modo, A = B può essere espresso come
A = B = (A3 Ex-Nor B3) (A2 Ex-Nor B2) (A1 Ex-Nor B1) (A0 Ex-Nor B0)
Con queste espressioni, lo schema del circuito può essere il seguente.

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Magnitudo 4 bit
Per lo più, i comparatori a 4 bit sono sotto forma di circuiti integrati e l'IC 7485 è ampiamente utilizzato. Il confronto dei dati può essere eseguito mettendo a terra A> B, A circuito integrato esegue un'operazione a cascata in cui aiuta per il collegamento a cascata di più comparatori.
Comparatore di grandezza a 8 bit
Qui, il confronto dei dati è possibile attraverso il collegamento a cascata di due comparatori a 4 bit. Il circuito è collegato come di seguito

8 bit di grandezza
Le uscite del comparatore di ordine inferiore sono collegate ai corrispondenti ingressi in cascata del comparatore di ordine superiore
Nel comparatore di ordine inferiore, l'ingresso in cascata (A = B) deve essere collegato ALTO e A, B deve essere collegato a BASSO. Il risultato del comparatore a 8 bit è l'uscita del comparatore di ordine superiore.
Comparatore di applicazioni
Il comparatore digitale e il comparatore di grandezza vengono utilizzati in diverse applicazioni in cui il confronto dei dati è per lo più richiesto in molte delle attività e anche queste hanno molti vantaggi.
Ora, esamina alcune delle applicazioni dei comparatori
Utilizzato per scopi di autorizzazione (come la gestione delle password) e biometrico applicazioni.
Questi sono implementati nei controller di processo e anche in servomotore controlli.
Implementata per il confronto dei dati di variabili come la temperatura, la pressione viene confrontata con quella dei valori di riferimento.
Utilizzato per indirizzare i circuiti di decodifica nei computer.
Quindi, tutto questo è digitale comparatore e comparatore di magnitudine. Pertanto, le prestazioni aumentate dei comparatori hanno consentito a questi dispositivi di acquisire maggiore importanza nel settore dell'elettronica e di implementarli in molte applicazioni.