数字比较器和幅度比较器

在数字系统中进行算术或逻辑运算时，需要数据比较。这个比较决定了一个数是大于、等于还是小于另一个数。数字比较器广泛应用于组合系统中，它是专门用于比较二进制数的相对大小的。

这些也可用IC形式提供，具有不同位比较的配置，例如4位，8位等。多于一个比较器也可以在级联布置中连接，以执行更长长度的数量的比较。无论我们想要比较两个二进制数，首先要比较最高的位。

如果这些MSB是相等的，那么我们只需要比较下一个重要的位。但是如果MSBS不等于，那么明确表示A大于或小于B，并且比较的过程停止。

例如，两个2位数字是A = A1A0和B=B1B0。如果A1不等于B1，那么很明显当A1 =1 & B1= 0时A大于B，或者当A0= 0 & B0 =1时A小于B。在这一阶段，比较的过程停止了。

如果msb相等，即A1=B1，那么我们需要比较下一个有效位A0和B0，并决定该数字是否大于、小于或等于。因此，比较器产生三个输出，L, E和G对应于小于，等于和大于比较。

数字比较器可以是两种类型

身份比较器

只有一个输出端并产生低或高输出的比较器是恒等比较器。

幅度比较器

具有三个输出端子的比较器和三个条件的检查，即大于或小于或等于是幅度比较器。

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数字比较器

幅度数字比较器是比较两个数字或二进制数（考虑A和B）的组合电路，并确定它们的相对幅度，以便找出一个数字是否等于，小于或大于其他数字数。

三个二进制变量用于指示与> B，A

这些比较器可以根据应用需求比较2位、4位和8位的数字。这些可以在TTL和CMOS逻辑家族IC中使用，其中一些IC包括IC 7485(4位比较器)，IC 4585(4位比较器在CMOS家族)和IC 74AS885(8位比较器)。

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单位幅度比较器

用于比较两位的比较器，即每个单位的两个数字称为单位比较器。它由两个输入组成，用于允许两个单个位数和三个输出产生小于，等于且大于比较输出。

下图显示了单个比特幅度比较器的框图。该比较器比较两个比特并产生3个输出中的一个（a b）。

下面给出了单位比较器的真相表。当A0 B0 = 00＆11时，两个输入都相等，因此A = B输出将很高。当A0 B0 = 01，B超过A并且因此AB处于活动状态。

从真值表中可以将每个输出的逻辑表达式表示为

通过使用这些布尔表达式，我们可以用两个与门、一个非门和一个Ex-NOR门实现这个比较器的逻辑电路，如下图所示。与门用于判断一个二进制数是否小于大于另一个二进制数，而Ex-NOR门用于判断两个二进制数是否相等。

在该图中，一个和栅极具有A0（B0）̅的输入，另一个具有输入（A0）̅B0。因此，一个和栅极输出为1，如果a0> b0（即，a0 = 1和b0 = 0），则为零，如果a0 b0（即，a0 = 1 b0 = 0）为零。

Ex-NOR门具有输入A0 B0，因此，如果A0 = B0，则Ex-NOR门的输出将为1，如果A0不等于B0，则输出将为0。

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2位比较器

2位比较器比较两个二进制数，每个二进制数产生它们之间的关系，例如一个数大于或小于另一个数。下图显示了一个2位比较器的框图，它有四个输入和三个输出。

第一号码A被指定为= A1A0，第二个数字被指定为B = B1B0。该比较器产生三个输出为g（g = 1，如果a> b），e（e = 1，如果a = b）和l（如果a 该比较器的真相表如下所示，其描绘了各种输入和输出状态。

上述真相表的k映射简化如下。

由上述k-map化简，每个输出可以表示为

通过为每个输出使用上述布尔方程式，可以通过使用四个非栅极，七个和门，两个或门和两个前栅格来实现逻辑图。

下图显示了一个使用基本逻辑门的2位比较器的逻辑图。也可以通过两个1位比较器级联来构造这个比较器。

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4位比较器

它可以用来比较两个四位词。两个4位数是A = A3 A2 A1 A0和B3 B2 B1 B0，其中A3和B3是最有效的位。

它将一个数字中的每个比特与另一个数字中的每个比特进行比较，并产生下列输出之一:A = B、A < B和A>B。该转换器的输出逻辑语句为

• 如果A3 = 1和B3 = 0，则a大于b（a> b）。或者
• 如果A3和B3相等，如果A2 = 1 B2 = 0，那么A > b
• 如果A3和B3等于＆A2和B2等于，并且如果A1 = 1，并且B1 = 0，则A> B。或者
• 如果A3和B3相等，A2和B2相等，A1和B1相等，如果A0 = 1, B0 = 0，那么A > B。

根据上面的语句，输出A > B逻辑表达式可以写成

当一个数字的所有单个位与另一个数字的相应位完全一致时，产生相等的输出。然后可以写入A = B输出的逻辑表达式

E =（A3 EX-NOR B3）（A2 EX-NOR B2）（A1 EX-NOR B1）（A0 EX-NOR B0）

根据上面的输出布尔表达式，该比较器的逻辑电路可以使用如下所示的逻辑门来实现。在这个过程中，Ex-NOR门的四个输出被应用到AND门，以给出二进制变量E或A = b。另外两个输出也使用Ex-NOR输出来生成如图所示的布尔函数。

4位比较器主要以IC形式提供，并且该IC的通用类型为7485.该IC可用于通过接地I（A> B）来比较两个4位二进制单词，i（A

除了普通比较器之外，该IC还提供级联输入，以便于多个级联比较器。通过这些比较器集成电路的级联，可以比较任意位数。

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8位比较器

8位比较器通过级联两个4位比较器进行比较两个8位数。该比较器的电路连接如下所示，其中下订单比较器A B输出连接到高阶比较器的相应级联输入。

对于下订单比较器，A = B级联输入必须高，而另一个两个级联输入A，B必须连接到低电平。高阶比较器的输出成为该八位比较器的输出。

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比较器的应用

• 这些用于计算机和微处理器基于微处理器的地址解码电路，以选择用于存储数据的特定输入/输出设备。
• 这些用于控制应用中，其中表示表示诸如温度，位置等的物理变量的二进制数量与参考值进行比较。然后，来自比较器的输出用于驱动致动器，以使最接近设定或参考值的物理变量。
• 过程控制
• 伺服电机控制

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