Để so sánh 2 số nhiều bit, trước tiên người ta so sánh 2 bit cao nhất [MSB], kết quả lớn hoặc nhỏ hơn do 2 bit này quyết định, nếu 2 bit MSB bằng nhau người ta so sánh 2 bit có trọng số thấp hơn tiếp theo và kết quả được quyết định theo cách tương tự như ở 2 bit MSB..... Sự so sánh được lặp lại cho đến bit LSB để được kết cuối cùng.
Dưới đây là sơ đồ mạch so sánh 3 bit [H 4].
[H 4]
- IC 1 so sánh 2 bit cao [a 3 & b 3 ] nên ngã vào cho phép được đưa lên mức cao, nếu kết quả bằng nhau, ngã ra E của nó lên cao, cho phép IC 2 so sánh, nếu kết quả lại bằng nhau, ngã ra E của IC 2 lên cao cho phép IC 3 so sánh, kết quả bằng nhau cuối cùng chỉ bởi ngã ra E của IC 3.
- Các ngã vào cổng OR nhận tín hiệu từ các ngã ra S [hoặc I] sẽ cho kết quả lớn hơn [hoặc nhỏ hơn] tùy vào kết quả so sánh ở bất cứ bit nào. Thật vậy khi có một kết quả lớn hơn [hoặc nhỏ hơn] thì S [hoặc I] ở một IC lên cao, các ngã ra E và I [hoặc S] của các IC khác bằng 0, đây là điều kiện mở cổng OR để cho kết quả so sánh xuất hiện ở một trong các cổng OR này.
Trên thị trường có sẵn loại IC so sánh 4 bit 7485 có ngã nối mạch để mở rộng việc so sánh cho số nhiều bit hơn.
Bảng sự thật của IC 7485
Thí dụ :
- So sánh hai số A 7... .A 0 = 10101111 và B 7.... B 0 = 10110001
IC 2 so sánh các bit cao A 7.. .A 4 = 1010 và B 7.. .B 4 =1011 có A 7 = B 7 , A 6 = B 6 , A 5 = B 5 và A 4 B = 1 để chỉ kết quả so sánh của 2 số 8 bit [trạng thái 10].
CD4063 thuộc dòng chip tích hợp CD4000. Dòng IC này hoạt động linh hoạt và tiêu thụ điện năng thấp hơn so với dòng 4000 chuẩn TTL.
Tuy nhiên, tốc độ xử lý chậm sẽ hơn với IC chuẩn TTL, giới hạn ở các ứng dụng thiết kế yêu cầu tốc độ xử lý chậm. CD4063 là bộ so sánh giá trị nhị phân của 4 bit và xác định xem số đầu tiên lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng số thứ hai.
Đối với các số dài hơn 4-bit, nhiều linh kiện CD4063 có thể được kết hợp để thực hiện so sánh. Nó là bộ so sánh chuẩn CMOS digital được sử dụng trong các mạch logic và CPU cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Sơ đồ chân CD4063
Mô tả cấu hình chân
CD4063 có tổng cộng 16 chân, các chân và chức năng của nó được mô tả dưới đây:
- A0, A1, A2 và A3 là 4 bit của số đầu tiên A.
- B0, B1, B2 và B3 là 4 bit của số thứ hai B.
- Các chân đầu ra 5, 6 và 7 cho biết số A lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng số B.
- Các chân 2, 3 và 4 sử dụng khi kết hợp nhiều IC để có thể sử dụng nó để so sánh các số lớn hơn 4-bit.
- VDD và VSS là chân cấp điện áp dương và âm.
Các tính năng bộ so sánh CD4063
- Có thể so sánh các số 8 bit, 12 bit, 16 bit, v.v. bằng cách kết hợp các bộ so sánh.
- Bộ so sánh 4 bit xử lý ở tốc độ trung bình. Trong trường hợp so sánh số 4 bit, thông thường có thể mất 250ns ở 10V.
- Được thử nghiệm đạt 100% cho dòng điện tĩnh ở 20 V.
- Dòng đầu vào tối đa của 1 µA trển dải nhiệt độ và 100 nA ở nhiệt độ 25 ° C.
- Đầu ra đối xứng được tiêu chuẩn hóa.
- Mức tham số điện áp là 5V, 10V và 15V.
- Biên độ nhiễu 1 V khi VDD = 5 V, 2 V khi VDD = 10 V
- Biên độ nhiễu 2,5 V khi VDD = 15 V.
Các lựa chọn thay thế
CD4585, 74LS85
Cách sử dụng
Nếu chỉ so sánh các số 4 bit, thì các đầu vào dung khi kết hợp IC sẽ được cấp các mức logic sau:
Chân 2 [A B] = 0
Ví dụ kết hợp nhiều IC CD4063
Mặc dù, hiện nay tất cả quá trình xử lý dữ liệu đều ít nhất ở 8-bit hoặc 16-bit. Vì vậy, nếu bạn muốn so sánh số BCD hoặc số nhị phân lớn hơn, thì điều này có thể đạt được bằng cách kết hợp nhiều IC thông qua các đầu vào kết hợp.
Ngoài ra, kết hợp nhiều IC được thực hiện bằng cách kết nối các đầu ra của bộ so sánh này vào các đầu vào tương ứng của bộ so sánh kia.
Các đầu vào của bộ so sánh thứ nhất được kết nối theo cách tương tự như sơ đồ bên dưới. Ví dụ, bạn muốn so sánh hai 2 số 8 bit. Sơ đồ dưới đây sẽ cho biết cách kết nối:
Bảng trạng thái
Ví dụ trong mạch digital
Bộ so sánh digital thực hiện nhiều phép toán số học khác nhau. Có thể sử dụng để so sánh hai điện áp bằng cách so sánh điện áp đầu vào với điện áp chuẩn. Do đó, chúng có thể được sử dụng trong các bộ chuyển đổi tín hiệu Analog sang Digital.
Ngoài ra, cũng được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển so sánh các giá trị như nhiệt độ, v.v. Sau đó, các đầu ra được sử dụng để điều khiển bộ truyền động làm cho tín hiệu điều khiển gần bằng với giá trị tham chiếu mong muốn.
Còn sử dụng cho mạch giải mã trong máy tính để kiểm tra địa chỉ của các lệnh và bộ vi xử lý để chọn nơi lưu trữ dữ liệu.