Mis on digitaalne komparaator?

Digitaalne komparaator on elektrooniline vooluahel või seade, mis on võimeline vastu võtma kahte kahendsignaali ja läbi viima nende signaalide teste, et teha kindlaks, kas need on üksteisega samaväärsed. Digitaalse komparaatori lihtsaim vorm võrdleb kahte binaarset signaali, mida arvutitöötluses nimetatakse bittidena, ja kasutab loogiliste väravate seeriat, et teha kindlaks, kas need kaks bitti on võrdsed või kas üks on teisest suurem, tuginedes binaarloogikale, milles iga signaal väärtuseks on antud kas null või üks. Enamik digitaalseid võrdluslülitusi on loodud võrdlemiseks vastu võtma mitut bitti, kus paljudes rakendustes kombineeritakse bitid välise tarkvara või riistvara abil tegelikeks arvudeks. Enamiku arvutite ja muude digitaalseadmete keskseadmete (CPU) keskmes teostab komparaator suure osa loogilistest toimingutest, mis võimaldavad arvuti funktsiooni. Väljaspool arvuteid kasutatakse digitaalseid komparaatoreid ka mõnes seadmes, milles analoogsisend teisendatakse digitaalseks teabeks, mida mõõdetakse või jälgitakse, näiteks mõnes testimismõõturis.

Digitaalse komparaatori toimimisviis algab teabe sisestamisest. Võrdleja saab käsitleda ainult binaarandmeid, mis tähendab, et olenemata sisendmehhanismist saab ahelasse tuleval signaalil olla ainult kaks olekut, mida tavaliselt nimetatakse nulliks ja üheks. Ahela saab konstrueerida nii, et see töötleks korraga mitut bitti, nagu seda tehakse enamiku arvutite CPU puhul.

Kui bitti võrreldakse teise bitiga, saab seda digitaalse komparaatori abil testida kolmel viisil. Esimene on ekvivalentsus, mis tähendab, et ühe biti teisega võrdlemise tulemus annab positiivse või tõese tulemuse, kui mõlemad bitid on võrdsed ühega või kui mõlemad bitid on nulliga. Samuti saab kontrollida üksikuid bitte, et näha, kas üks on teisest suurem või väiksem. Bitide jada puhul tuleb aga võrdluste tegemiseks, et teha kindlaks, millisel hulgal on suurem või madalam väärtus, kontrollima iga bitti, et näha, millisel komplektil on kõrgema asetusega kõige olulisem bitt, kuna see määrab bitikomplekti tegeliku arvväärtuse. Võrdluse tulemus edastatakse digitaalse komparaatori väljundina mis tahes riistvarale, millega see on liidestatud.

Lisaks arvutiprotsessoritele saab digitaalset komparaatorit kasutada mõnedes seadmetes, mis vastandavad visuaalseid pilte digitaalsetele kujutistele, nagu võib juhtuda inseneritöös, mis tugineb arvutipõhisele koostamisprogrammile (CAD), et kontrollida, kas füüsiliselt valmistatud tooted vastavad spetsifikatsioonidele. Neid saab kasutada ka analoogsignaalide teisendamiseks digitaalmustriteks. Digitaalset komparaatorit saab kasutada ka koos paljude teiste seadmetega, et see toimiks tööstuslikus keskkonnas monitorina, et näha masina oleku kohta täpset digitaalset teavet.