Anz.	Bezeichnung	Datenblatt
1	Batterie/Spannungsquelle 9V
1	CMOS-IC 4001
1	CMOS-IC 4069
1	CMOS-IC 4077
1	CMOS-IC 4081
3	Widerstand 470 Ohm
4	Widerstand 1,0 MOhm
4	Mikrotaster
3	Standard-Leuchtdiode 3mm oder 5mm	3mm, 5mm

Sie geben ein Grafikbefehl und die Grafikkarte führt diesen aus, es wird ein Soundbefehl gegeben und aus den Lautsprechern ertönt ein Ton von der Soundkarte usw. Aber woher weiß die Grafikkarte oder die Soundkarte, dass sie gemeint sind?

Ein anderem Mal wollen Sie mit dem Fahrstuhl fahren und sie möchten 2 Etagen nach oben Der entsprechende Zieltaster wurde betätigt und der Fahrstuhl fährt hoch. Etwas später wollen Sie wieder nach unten. Nach Druck auf den Zieltaster bewegt sich der Fahrstuhl nach unten. Aber, woher weiß der Fahrstuhl in welcher Richtung es geht?

Hierfür sind die so genannten Vergleicher verantwortlich. Man unterscheidet hier 2 Grundarten. Zum Einen sind es die Adress-Vergleicher, welche 2 digitale Werte auf ihre Gleichheit überprüfen und ein entsprechendes Signal ausgeben, wenn dieses zutrifft.

Die zweite Gruppe ist die Gruppe der Magnitude (Vorzeichen) Vergleicher. Diese geben nicht nur ein Signal aus, wenn 2 Werte gleich sind sondern auch, im Fall der Ungleichheit, ob der eine Wert größer oder kleiner als der zweite Wert ist.

Bevor wir uns den ganzen Adressvergleichern widmen, schauen wir uns das Ganze erst einmal mit nur einem Bit an. Bei 2 einzelnen Signalen müsste es doch eine Logikfunktion für geben. In der Tabelle wird erst einmal zusammen gefasst, was wir benötigen:

Dem geübten Elektroniker wird sofort auffallen, dass wir hier eine Tabelle des EXNOR-Gatters vor uns haben. Diese Funktion bekommen wir im CMOS-Schaltkreis 4077. Nun können wir einen 1-Bit Vergleicher aufbauen.

Da wir für den 1-Bit Vergleicher nur 1 EXNOR-Gatter benötigen, ist die eigentliche Schaltung auch nicht wirklich kompliziert. Nach Inbetriebnahme zeigt die LED an, wenn beide Taster den gleichen Zustand haben. Also beide gedrückt oder unbetätigt sind. Für einen richtigen Adressvergleicher reicht dies natürlich nicht. Adressen besitzen in der Regel viel mehr Bits. 8, 16 oder 32 Bit-Adressen sind hier üblich. Aber diese Erweiterung ist auch nicht wirklich kompliziert.

Will man einen Vergleicher mit mehreren Bits aufbauen, muss man sich nur genau die Funktionsweise überlegen und hat damit im Grunde auch schon die Lösung. Beide Adressen sind gleich wenn Bit 0 beider Adressen gleich sind UND Bit 1 beider Adressen gleich sind UND ... Wir müssen also nur die einzelnen Bit-Vergleicher noch auf ein UND-Gatter geben, wie es der jetzigen erweiterten Schaltung der Fall ist. Wird die Schaltung getestet leuchtet D1 nur, wenn A0 und A1 den gleichen Zustand haben wie B0 und B1. Sollen noch weitere Bits verglichen werden, muss man nur ein UND-Gatter mit entsprechend vielen Eingängen eingesetzt werden. Ein 32-Bit-Vergleicher würde also ein UND-Gatter mit 32 Eingängen nötig machen.

In einigen Bereichen reicht es leider nicht aus, zu wissen, dass zwei Werte gleich sind. Man möchte z.B. auch wissen, ob Wert A größer oder kleiner als Wert B ist, wenn nicht gleich. Hier kommen so genannte Vorzeichen-Vergleicher (Magnitude-Vergleicher) zum Einsatz.

Wie bekommt man die Information, ob A>B oder umgekehrt ist? Wenn A>B ist bei einem 1-Bit Vergleicher der Eingang A 1 und B auf 0. Logisch können wir das mit A UND NICHT B überprüfen. Umgekehrt wäre das wenn A<B sein soll.

Die Gleichheit können wir dann ganz leicht feststellen. Die Werte sind NICHT gleich, wenn A ODER B 1 führen. Mit diesen beiden, bzw. 3 Bedingungen haben wir dann auch schon den Schaltplan.

Im nebenstehenden Schaltplan erkennen wir dann auch unsere Bedingungen wieder. D2 leuchtet immer dann auf wenn A und B gedrückt oder nicht gedrückt sind. D1 zeigt an, wenn A gedrückt wurde, also A>B ist und D3 eben, wenn B alleine betätigt wurde (A<B). Wie auch schon beim Adressvergleicher kommt man mit einem Bit nicht weit. Aber es gibt Bausteine, die selbstverständlich mehrere Bits vergleichen können. Einer wäre z.B. der 4063.

Erheblich komplizierter wird der Größenvergleich bei mehreren Bits. Das Erzeugen des '=-Signals' ist hier ja noch recht einfach. Hier werden einfach alle =-Ausgänge der Einzelbit-Vergleicher mit einer Und-Funktion verknüpft. Aber die > oder <-Ausgänge haben es in sich. Hier muss als Erstes die Höherwertigen Bits 'verundet' werden und dessen Ergebnis noch mit jeweils einem Oder-Gatter mit den niederwertigen Bits verknüpft werden. Diese bilden dann die entsprechenden Ausgangssignale. Bei weiteren Eingangsbits müssen die Und und Oder-Gatter natürlich entsprechend mehr Eingänge haben. Wie das Ganze mit 4-Bit aussieht, der kann sich ja einmal den Innenaufbau des oben genannten 4063 oder dem 74HC(T)85 anschauen.