Belajar Rangkaian Kombinasional: Komparator

Rangkaian kombinasional adalah jenis rangkaian logika digital di mana outputnya hanya bergantung pada kombinasi input saat itu tanpa melibatkan penyimpanan keadaan sebelumnya. Salah satu aplikasi penting dari rangkaian kombinasional adalah komparator. Rangkaian komparator adalah salah satu jenis rangkaian kombinasional yang mempunyai fungsi utama membandingkan dua data digital. Hasil pembandingan itu adalah, sama, lebih kecil, atau lebih besar.

Komparator 1 bit

Komparator paling sederhana yang membandingkan dua bilangan biner 1-bit. Outputnya sederhana, biasanya hanya menentukan apakah dua input-nya bernilai sama atau berbeda. 

Jika terjadi nilai inputnya berbeda, outputnya adalah 1, sedangkan jika inputnya sama, outputnya adalah 0. Berkaca dari materi tentang gerbang logika dasar, karakteristik tersebut dapat disimpulkan sebagai gerbang X-OR.

Komparator 2 bit

Untuk membandingkan bilangan 2 bit, diperlukan tambahan gerbang X-OR lagi. Tidak cukup sampai disitu, terdapat penambahan gerbang NOT untuk setiap output dari gerbang X-OR. Rangkaian gerbang tersebut dapat disederhanakan menjadi gerbang X-NOR.

Kemudian outputnya dijadikan input pada gerbang AND. Gerbang AND menghasilkan output 1 jika kedua inputnya 1. Jika terdapat input 0 maka outputnya akan 0, dan ini menunjukkan bahwa kedua bilangan tidak sama. Input 1 dari gerbang AND hanya bisa didapatkan jika output X-OR adalah 0. Dan output 0 didapat jika kedua input gerbang X-OR adalah sama.

Untuk membuat komparator dengan jumlah bit yang lebih banyak, hanya perlu menambahkan rangkaian gerbang X-NOR secara paralel kebawah. Tapi perlu diingat bahwa rangkaian diatas hanya dapat menunjukkan apakah kedua bilangan bernilaia sama atau tidak.

Komparator 4 bit

Komparator 4-bit dapat dibangun dengan menggunakan empat komparator 1-bit dan gerbang logika tambahan untuk menggabungkan hasil perbandingan dari setiap bit. Contoh rangkaian untuk komparator 4-bit adalah sebagai berikut:

• Jika $A\mathrm{3 }= B\mathrm{3 }$ maka bandingkan $A2$ dan $B2$
• Jika $A3>B3$ maka A > B, tanpa perlu memeriksa bit-bit yang lebih rendah
• Jika $A3<B3$ maka A < B, tanpa perlu memeriksa bit-bit yang lebih rendah

Aplikasi Rangkaian Komparator

Komparator digunakan dalam berbagai aplikasi digital, di antaranya:

1. Sistem Pengolah Data: Untuk membandingkan nilai data dalam operasi aritmatika dan logika.
2. Kontroler Mikroprosesor: Digunakan untuk keputusan cabang dan pengendalian alur program.
3. Pengurutan Data: Untuk mengurutkan data dalam algoritma pengurutan.
4. Konversi Analog ke Digital (ADC): Untuk membandingkan tegangan input dengan nilai referensi selama proses konversi.
5. Jaringan Komunikasi: Untuk mendeteksi kesalahan dan mengontrol pengalihan sinyal.
6. Salah satu aplikasi dari rangkaian komparator adalah dalam pembutan Bit Error Rate Tester (link)