Rangkaian Pembanding Comparator RANGKAIAN PEMBANDING DAN PENJUMLAH
                                                                                Gambar 7.3 : Diagram rangkaian Y = A + B
AB
Masih  banyak  cara  lain  untuk  membuat  EX-OR  dengan  memanipulasi  logika, dan  untuk  meyakinkan    gambar  7.3    dapat  diperiksa    tabel  kebenaran  melalui
pernyataan logikanya.  Dengan cara sebagaimana telah dikemukakan  di atas, dapat  dibuat  rangkaian  pembanding  dua masukan  dengan    keadaan    keluaran
yang lain, misalnya  jika A = B maka Y = 1,  dan jika  A  B maka Y = 0.  Tabel kebenaran  untuk  keadaan  tersebut  tercantum pada tabel 7.2 berikut.
Tabel 7.2
Baris Ke
Masukan Keluaran
A B
Y
1 1
1 2
1 3
1 1
1
Untuk mewujudkan  rangkaian  yang  memenuhi    tabel  7.2,   terlebih    dahulu  kita susun dalam  Peta  Karnaugh  seperti  tampak  pada  Gambar 7.4 di bawah ini.
B A
Y
A B
A
A
B
1
B 1
Gambar 7.4 : Peta Karnaugh untuk tabel 7.2
Sesuai dengan bentuk minterm-nya, maka  berdasarkan peta  pada gambar 7.4 di atas  dapat  dituliskan  pernyataan  Booleannya  sebagai
Y  =  fA,B =
 m0,3 =  AB +
A B
7.2
Dari  persamaan  7.2  dapat  direalisasikan  diagaram  rangkaian  gerbang logikamya seperti tampak pada Gambar 7.5 di bawah ini.
Gambar 7.5  :  Diagram rangkaian Y = AB +
A B
Sebenarnya diagram rangkaian pada gambar 7.5 tersebut telah dikenal dengan baik  sebagai  gerbang  EX-NOR  Exclusive  NOR.  Jika  diperhatikan  dengan
seksama,  diagram  rangkaian  tersebut    memiliki  fungsi  membandingkan masukan  A  terhadap  B    yang    hasil  pembandingannya  menentukan  keadaan
keluaran Y.  Y = 0  berarti  A  B  dan  bila Y = 1 berarti  A = B.  Perlu diketahui bahwa    rangkaian    di    atas    bukanlah    satu-satunya    jawaban.    Dengan
menggunakan persamaan logika lain  dapat  diperoleh  rangkaian yang lain lagi. B
A Y
Dua rangkaian pembanding yang telah dibahas  merupakan pembanding 1 bit dengan satu jalur keluaran, yaitu Y. Selanjutnya dicoba untuk  merancang
rangkaian pembanding 1 bit tetapi dengan tiga jalur keluaran.  Jalur pertama X untuk keluaran bila  A  B, jalur ke dua Y untuk keluaran A = B,  dan  jalur ke
tiga  Z  untuk  keluaran  A    B.  Langkah  pertama  yang    kita    tempuh  adalah membuat tabel kebenaran.  Perhatikanlah tabel 7.3  berikut ini.
Tabel 7. 3.
Baris ke
Masukan Keluaran
A B
X Y
Z
1 1
1 1
2 1
1 3
1 1
1
Berdasarkan  tabel 7.3  tersebut selanjutnya  dituangkan dalam  Peta Karnaugh untuk setiap jalur keluaran. Hasil  penuangannya  tampak pada Gambar 7.6 di
bawah ini.
A B
A
A
B
B 1
Gambar 7.6 a : Peta  Karnaugh  tabel  7.3  untuk  Jalur
keluaran  X.  Persamaan  logika  untuk keluaran X  adalah :
X =
A
B                 7.3
A B
A
A
B
1
B 1
Gambar 7.6 b : Peta  Karnaugh  tabel  7.3  untuk  Jalur
keluaran  Y.  Persamaan  logika  untuk keluaran Y  adalah :
Y  = AB +
A B
7-4
Perwujudan diagram rangkaian gerbang logika  dari  gambar  7.6  a, b, dan c di atas tampak pada Gambar 7.7 di bawah ini.
Gambar 7.7  :  Diagram rangkaian pembanding 1 bit dengan tiga jalur keluaran.
Pembanding yang memiliki tiga jalur keluaran lebih banyak dijumpai pada pembanding  2  bit  atau  lebih.  Sampai  di  sini    baru  dibahas  pembanding    dua
bilangan    A  dan  B    masing-masing    1  bit.    Artinya    A  dapat  bernilai    1  atau  0, B
A
Y X
Z A
B
A
A
B
1
B
Gambar 7.6 c : Peta  Karnaugh  tabel  7.3  untuk  Jalur
keluaran  Z.  Persamaan  logika  untuk keluaran Z  adalah :
Z  = A
B
7-5
demikian  pula    B    hanya  berharga  1  atau  0.    Selanjutnya,  hendak  dirancang rangkaian pembanding  dua bilangan A dan B  yang masing masing  terdiri dari
2 bit, di mana  dapat dinyatakan bahwa  A = A
1
A
2
dan B = B
1
B
2
.  Dengan demikian   A   atau  B   masing-masing  dapat   bernilai 00, 01,  10,  11.   Tabel 7.4
berikut  menampilkan  tabel    kebenaran  pembanding  2  bit  dengan  tiga  jalur keluaran berturut -turut  X untuk  A  B,  Y untuk  A = B,  dan  Z untuk  A  B.
Tabel 7.4 :
Baris ke
Masukan Keluaran
A B
X Y
Z A
1
A
2
B
1
B
2
1 1
1 1
2 1
1 3
1 1
1 4
1 1
5 1
1 1
6 1
1 1
7 1
1 1
1 8
1 1
9 1
1 1
10 1
1 1
11 1
1 1
1 12
1 1
1 13
1 1
1 1
14 1
1 1
1 15
1 1
1 1
1
Dari tebel 7.4, guna  menentukan  persamaan  logikanya,  dapat dituangkan ke dalam    Peta  Karnaugh    untuk  masing-masing    jalur    keluaran  X,  Y,  dan  Z.
Perhatikan Gambar 7.8 :  a,  b,  dan  c berikut ini.
A
2
A
1
B
2
B
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
B
2
B
1
1 1
1
B
2
B
1
1 1
B
2
B
1
B
2
B
1
1
Gambar 7.8 a  :  Peta Karnaugh tabel 7.4 untuk jalur keluaran X
Persamaan logika  untuk  jalur  keluaran  X  berdasarkan  pada  gambar 7.8 a di atas adalah
X  =  A
2
B
2
+ A
2
A
1
B
1
+ A
1
B
2
B
1
7-6
A
2
A
1
B
2
B
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
B
2
B
1
1
B
2
B
1
1
B
2
B
1
1
B
2
B
1
1
Gambar 7.8 b  :  Peta Karnaugh tabel 7.4  untuk jalur keluaran Y.
Persamaan logika  untuk  jalur  keluaran  Y  berdasarkan  pada  gambar 7.8 b di atas adalah
Y  =
A
2
A
1
B
2
B
1
+
A
2
A
1
B
2
B
1
+ A
2
A
1
B
2
B
1
+  A
2
A
1
B
2
B
1
7-7
A
2
A
1
B
2
B
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
A
2
A
1
B
2
B
1
B
2
B
1
1
B
2
B
1
1 1
1
B
2
B
1
1 1
Gambar 7.8 c  :  Peta Karnaugh tabel 7.4  untuk jalur keluaran Z.
Persamaan logika  untuk  jalur  keluaran  Z  berdasarkan  pada  gambar 7.8 c di atas adalah
Z  =
A
2
B
2
+
A
2
A
1
B
1
+
A
1
B
2
B
1
7-8
Diagram rangkaian gerbang logika  berdasarkan  pada  persamaan  7-6, 7-7, dan 7-8 adalah seperti tampak pada  Gambar 7.9  berikut ini.
Gambar 7.9  :  Diagram rangkaian pembanding 2 bit dengan tiga jalur keluaran.
A
1
A
2
B
1
B
2
X
Z Y
Gambar  7.9  bukanlah  satu-satunya  jawaban  untuk  rangkaian pembanding 2 bit  tiga  jalur  keluaran.    Selanjutnya  persamaan  7-6,  7-7,  atau  7-8  dapat
dimodifikasi  untuk  mendapatkan  persamaan    logika  lain  yang  setara.  Sebagai contoh  perhatikan  persamaan  7-7 yang dapat dimodifikasi menjadi
Y  =
A
2
A
1
B
2
B
1
+
A
2
A
1
B
2
B
1
+ A
2
A
1
B
2
B
1
+  A
2
A
1
B
2
B
1
=
A
2
B
2
A
1
B
1
+ A
1
B
1
+ A
2
B
2
A
1
B
1
+
A
1
B
1
=
A
2
B
2
+  A
2
B
2
A
1
B
1
+
A
1
B
1
7-9
Diagram  rangkaian  gerbang  logika  dari  persamaan  7-9  tersebut  dapat  dilihat pada Gambar 7.10   berikut.
Gambar 7.10 :   Diagram rangkaian dari persamaan 7-9.
Jika  gambar  7.10  tersebut  digantikan  pada  blok  keluaran  Y  dari  gambar  7.9 akan didapatkan satu model diagram rangkaian pembanding 2 bit  tiga keluaran
yang  berbeda  dari  sebelumnya.    Demikian  seterusnya  dapat  dirancang  model- model rangkaian  pembanding 2 bit.  Oleh karena telah dikenal langkah-langkah
untuk  merancang  suatu  rangkaian  pembanding,  maka  selanjutnya  diagram rangkaian  pembanding  lebih  disederhanakan.  Suatu  contoh  penyederhanaan
diagram rangkaian pembanding dapat  dilihat pada Gambar 7.11 di bawah ini. A
1
B
1
A
1
B
1
A
2
B
2
A
2
B
2
Y
Dengan  langkah-langkah    sebagaimana  telah  dikemukakan  di  atas,  dapat dirancang rangkaian-rangkaian pembanding  3 bit,  5 bit, dan seterusnya. Tentu
saja semakin besar bit-nya, semakin  rumit rangkaiannya.
Sebagai  tambahan  informasi  untuk  keperluan  praktis,  dalam  membuat rangkaian  pembanding    dengan    jumlah    bit    yang    lebih    besar  digunakan
rangkaian-rangkaian  pembanding  lain  yang    pada    bagian  masukannya dilengkapi    dengan    tiga    terminal    masukan  tambahan.  Ketiga  terminal
masukan    tambahan    tersebut    adalah    AB,  A=B,  dan  AB.    Sebagai  contoh pada  Gambar    7.12    berikut    adalah    pembanding  2  bit    tiga  keluaran  yang
dilengkapi dengan  tiga terminal masukan tambahan. A
2
A
1
B
2
B
1
AB A=B
AB
X Y
Z
Gambar 7.11 b : Diagran rangkaian pembanding  2 bit
A B
AB A=B
AB
X Y
Z
Gambar 7.11 a : Diagran rangkaian pembanding  1 bit
A
3
A
2
A
1
B
3
B
2
B
1
AB
A=B AB
X Y
Z
Gambar 7.11 c : Diagran rangkaian pembanding  3 bit
Sifat  dari  ketiga  terminal  masukan  tambahan    tersebut    disusun  sedemikian hingga memenuhi syarat berikut :
1.  Keluaran X  bernilai 1 jika terminal masukan tambahan AB berharga 1. 2.  Keluaran Z  bernilai 1 jika terminal masukan tambahan AB berharga 1.
3.  Jika terminal masukan tambahan A = B berharga 1 maka keluaran X, Y, dan Z dari pembanding tergantung pada data masukan.
Dengan  rangkaian  pembanding  yang  memenuhi  sifat-sifat  tersebut  kita  dapat menggabung  secara  kaskade  dua  buah  pembanding  2  bit  untuk  membentuk
sebuah    pembanding    4    bit.    Rangkaian  hasil    penggabungan  tersebut diperlihatkan pada Gambar 5.13 berikut.
Gambar 7.13 : Pembanding 4 bit  yang disusun dari 2 buah pembanding 2 bit. Gambar 7.12  :
Diagran rangkaian pembanding  2 bit 3 keluaran yang dilengkapi dengan 3
terminal masukan tambahan. A
2
A
1
B
2
B
1
A AB
A=B B          AB
AB A=B
X Y
Z
A,  MSB B,  MSB
A
2
A
1
X B
2
Y B
1
Z AB
A=B 1
Pembanding 1
A,   LSB B,   LSB
A
2
A
1
B
2
B
1
AB A=B
Pembanding 2
X Y
Z
Berdasarkan  pada  gambar  7.13,  pembanding-1  sebagai  masukan  MSB  most significant byte dan tiga terminal masukan tambahan harus dibuat  sedemikian
hingga  terminal  AB  bernilai  0,  terminal  A=B  bernilai  1,  dan  terminal  AB bernilai  0.    Hal  itu  didasarkan  pada  suatu  konsekuensi  logis  bahwa
membandingkan    dua  bilangan  lebih  efisien  apabila  lebih  dahulu membandingkan    MSB-nya.    Jika    MSB    bilangan    A    lebih    besar    dari  pada
MSB    bilangan  B,    dengan  sendirinya  A    B  dan  tidak  perlu  lagi  untuk membandingkan    LSB    dari    kedua    bilangan.      Pembandingan  LSB  dilakukan
hanya  apabila  MSB  kedua  bilangan  yang    dibandingkan  berharga  sama. Misalkan kita hendak membandingkan bilangan  A = 8732, bilangan B = 4299,
dan bilangan  C = 8751. Untuk bilangan A anggaplah memiliki MSB-A = 87 dan LSB-A  =  32.  Untuk    bilangan  B  memiliki  MSB-B  =  42  dan  LSB-B  =  99.
Sedangkan untuk  bilangan C memiliki MSB-C = 87 dan LSB-C = 51.  Bilangan mana    yang  lebih  besar  antara  A  dan  B  ?  Pertama  bandingkan  MSB-A  dan
MSB-B  yang  berturut-turut  adalah  87  dan  42.  Jelas  MSB-A    lebih    besar  dari pada MSB-B dengan demikian  AB,  dan  tidak  perlu  membandingkan LSB-A
dan LSB-B. Bilangan mana yang lebih  besar  antara A dan C ? Karena MSB-A =  MSB-C  =  87,  maka    perlu    untuk    membandingkan  LSB-A  dan  LSB-C.
Ternyata LSB-C = 51 lebih besar  dari pada LSB-A = 32, dengan demikian CA. Dengan cara yang sama, dapat menggabungkan dua pembanding  4  bit
IC-7485  menjadi  satu  pembanding  8  bit,  dan  diagram  rangkaiannya diperlihatkan  pada Gambar 7.14 di bawah ini.
Gambar 7.14 : Pembanding 8 bit  yang disusun dari 2 buah pembanding 4 bit. A,  MSB
B,  MSB 4 bit
X Y
4 bit           Z AB
A=B 1
Pembanding 1
A,   LSB B,   LSB
4 bit 4 bit
AB
A=B
Pembanding 2
X Y
Z
Dengan susunan seperti gambar 7.14,  jika  4  bit  data  MSB-A  A
8
A
7
A
6
A
5
lebih  besar  dari  pada  4  bit  data  MSB-B    B
8
B
7
B
6
B
5
,    yang  keduanya dimasukkan    pada    pembanding-1    sebelah    kiri,    maka  keluaran  X  dari
pembanding-1  akan  bernilai  1.  Keadaan  ini    akan  mengakibatkan  keluaran    X dari pembanding-2  bernilai 1.  Sebaliknya jika 4 bit data MSB-A lebih kecil dari
pada  4  bit  data MSB-B, maka keluaran Z dari pembanding-1 akan bernilai 1, dan akan membuat keluaran  Z  pada  pembanding-2  berharga  1.  Sedangkan
jika 4 bit  MSB-A  dan  MSB-B bernilai sama,  maka  keluaran Y pembanding-1 akan berharga 1. Pada keadaan ini  keluaran Y pembanding-2 akan tergantung
pada nilai 4  bit  data LSB-A  A
4
A
3
A
2
A
1
dan  LSB-B  B
4
B
3
B
2
B
1
.
Contoh :
a.  Ketika data  A
3
A
2
A
1
A
3
dan  B
3
B
2
B
1
B
3
dikenakan pada masukan, maka keluaran  dari  keluaran  dari  keempat  EX-NOR  tersebut  adalah  1,  sehingga
keluaran dari gerbang AND adalah  Y = 1. b.  Pada  kasus  tersebut  keluaran  tiga  gerbang  EX-NOR  petama  adalah  1,
tetapi  keluaran  EX-NOR  yang  ke  empat  adalah  0  karena  kedua masukannya tidak sama, sehingga keluaran gerbang AND adalah Y = 0.
Y A
B A
1
B
1
A
2
B
2
A
3
B
3
Gambar 7.14.X
Berdasarkan  gambar    7.14.X    di samping,  tentukanlah  status  logik
keluaran  Y  untuk  setiap  kelompok data
biner word
atau string
masukan berikut :
a.    A
3
A
2
A
1
A
3
= 1 0 1 1 B
3
B
2
B
1
B
3
= 1 0 1 1 b.    A
3
A
2
A
1
A
3
= 0 1 1 0 B
3
B
2
B
1
B
3
= 0 1 1 1
                