W dzisiejszych czasach elektronika jest całkowicie częścią ludzkiego życia, a cały świat obserwuje dramatyczny postęp w wykorzystaniu urządzeń elektronicznych. Zapewniając wiele korzyści, elektronika jest obecnie tak rozpowszechniona, że myślenie o urządzeniach, które z niej nie korzystają, jest niemal uproszczone niż o urządzeniach, które to robią. Wzmocniony trend w technologii elektronicznej pozwolił nam dziś omówić szeroko stosowane urządzenia cyfrowe komparator i komparatory wielkości. Następnie, po szerokiej wydajności wzmacniaczy operacyjnych, najpowszechniej akceptowanymi prostymi urządzeniami elektronicznymi są komparatory. A więc zagłębmy się w temat tego, czym jest komparator cyfrowy, jego działania, wydajności i zastosowań.
Cyfrowy komparator i komparator wielkości
Szczegółowe omówienie komparatora cyfrowego i komparatora wielkości obejmuje głównie następujące elementy.
Co to jest komparator cyfrowy?
Ponieważ porównanie danych jest najczęściej wymagane w wielu systemach cyfrowych w czasie wykonywania funkcji logicznych lub arytmetycznych, komparatory cyfrowe są najlepszą opcją porównywania danych. Najbardziej odpowiednie są komparatory cyfrowe kombinacyjne układy logiczne służy do porównywania względnych wielkości dwóch liczb binarnych.
Urządzenie przyjmuje dwie liczby binarne (A i B) jako dane wejściowe i generuje wyjście na podstawie wielkości danych wejściowych (przykład: A = B lub A> B lub A bramki logiczne jak bramki AND, NOT lub NOR. Komparatory cyfrowe są dostępne jako komparatory tożsamości i komparatory wielkości.
Co to jest komparator wielkości?
Komparatory wielkości są najczęściej używane w programie mikrokontrolery oraz CPU do porównywania danych, rejestrowania i wykonywania wszystkich innych operacji arytmetycznych. Komparatory wielkości są zaimplementowane w wielu urządzeniach, a każde urządzenie z funkcją automatycznego wyłączania jest z pewnością zaprojektowane z wykorzystaniem komparatora.
Komparator jest narzędziem decyzyjnym i może być wykonywany w wielu urządzeniach sterujących. Przyjmując dwie liczby binarne jako dane wejściowe (A i B), porównanie danych za pomocą komparatorów wielkości daje wynik wskazujący równość (A = B), logika 1 w dwóch warunkach, gdy (A> B lub A Typy komparatorów wielkości
Istnieją różne rodzaje komparatorów wielkości, które obejmują poniższe.
1-bitowy komparator wielkości
Komparator, który porównuje dwa bity binarne i generuje trzy dane wyjściowe w oparciu o względne wielkości danych bitów binarnych, nazywany jest komparatorem 1-bitowym.
Prawda Stół
DO | b | DO | A> B | A = B. |
0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 |
1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
Tabela prawdy wyprowadza wyrażenia A B i A = B, jak poniżej
DO
A> B - AB ”
A = B - A’B ’+ AB
W przypadku tych wyrażeń schemat obwodu może wyglądać następująco
Wielkość 1-bitowa
2-bitowy komparator wielkości
Komparator, który porównuje dwie liczby binarne (każda liczba ma 2 bity) i generuje trzy wyjścia w oparciu o względne wielkości danych bitów binarnych, nazywany jest komparatorem 2-bitowym.
Tabela prawdy
A1 | A0 | B1 | B0 | DO | 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 |
Tabela prawdy wyprowadza wyrażenia A B i A = B, jak poniżej
DO
A> B - A1B1 ’+ A0B1’B0’ + A1A0B0 ’
A = B - (A0 Ex-Nor B0) (A1 Ex-Nor B1)
W przypadku tych wyrażeń schemat obwodu może wyglądać następująco
Wielkość 2-bitowa
3-bitowy komparator wielkości
Komparator, który porównuje dwie liczby binarne (każda liczba ma 3 bity) i generuje trzy dane wyjściowe w oparciu o względne wielkości danych bitów binarnych, nazywany jest komparatorem 3-bitowym.
3-bitowa wielkość
Są równe funkcje A0 = B0, A1 = B1, A2 = B2
Następnie A = B = (A0’B0 ’+ A0B0) (A1’B1’ + A1B1) (A2’B2 ’+ A2B2)
Wynik jest DO w przypadkach
A2
A2 = B2 następnie A1
A2 = B2, A1 = B1 następnie A0
DO
Wynik jest A> B i n przypadkach
A2> B2
A2 = B2 następnie A1> B
A2 = B2, A1 = B1, a następnie A0> B0
A> B = A2B2 ’+ + [(A2’B2’ + A2B2) * A1B1 ’] + + [(A2’B2’ + A2B2) * [(A1’B ’+ A1B1) * A0B0’]
3-bitowy-diagram-logiczny
4-bitowy komparator wielkości
Komparator, który porównuje dwie liczby binarne (każda liczba ma 4 bity) i generuje trzy dane wyjściowe w oparciu o względne wielkości danych bitów binarnych, nazywany jest komparatorem 4-bitowym.
Bity wejściowe można określić jako A = A3 A2 A1 A0 i B = B3 B2 B1 B0
Wynik jest A> B w przypadkach
A3 = 1 i B3 = 0
A3 = B3 i A2 = 1, B2 = 0
A3 = B3 i A2 = B2 i A1 = 1 i B1 = 0
A3 = B3 i A2 = B2 i A1 = B 1 i A0 = 1 i B0 = 0
I A> B można wyrazić jako
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 '
Podczas
DO
I podobnie, A = B można wyrazić jako
A = B = (A3 Ex-Nor B3) (A2 Ex-Nor B2) (A1 Ex-Nor B1) (A0 Ex-Nor B0)
W przypadku tych wyrażeń schemat obwodu może wyglądać następująco.
4-bitowa wielkość
Przeważnie 4-bitowe komparatory mają postać układów scalonych, a układ IC 7485 jest szeroko stosowany. Porównanie danych można przeprowadzić uziemiając A> B, A układ scalony wykonuje operację kaskadową, która pomaga w kaskadowaniu wielu komparatorów.
8-bitowy komparator wielkości
Tutaj porównanie danych jest możliwe dzięki kaskadowaniu dwóch 4-bitowych komparatorów. Obwód jest podłączony jak poniżej
Wielkość 8-bitowa
Wyjścia komparatora niższego rzędu są połączone z odpowiednimi wejściami kaskadowymi komparatora wyższego rzędu
W komparatorze niższego rzędu wejście kaskadowe (A = B) musi być połączone w stan WYSOKI, a A, B należy podłączyć do NISKIEGO. Wynik komparatora 8-bitowego jest wyjściem komparatora wyższego rzędu.
Komparator aplikacji
Cyfrowy komparator i komparator wielkości są używane w różnych aplikacjach, w których porównywanie danych jest najczęściej wymagane w wielu działaniach, a to również przynosi wiele korzyści.
- Przyjrzyjmy się teraz kilku zastosowaniom komparatorów
- Używane do celów autoryzacji (takich jak zarządzanie hasłami) i biometryczny Aplikacje.
- Są one zaimplementowane w kontrolerach procesów, a także w siłownik sterownica.
- Zaimplementowane w celu porównania danych zmiennych, takich jak temperatura, porównuje się ciśnienie z wartościami odniesienia.
- Służy do adresowania obwodów dekodujących w komputerach.
Tak więc to wszystko dotyczy technologii cyfrowej komparator i komparator wielkości. Tak więc, zwiększona wydajność komparatorów pozwoliła tym urządzeniom zyskać większe znaczenie w przemyśle elektronicznym i umożliwić ich implementację w wielu zastosowaniach.