Förstå subtraktorer i digital elektronik

En subtraktor är en krets som subtraherar ett tal från ett annat. Det används i digitala elektroniska kretsar för att utföra subtraktionsoperationer. Subtraheraren tar två binära indata, en representerar minuend (talet som ska subtraheras från) och den andra representerar subtrahend (talet som ska subtraheras), och producerar en utdata som representerar skillnaden mellan de två talen.

Den grundläggande byggstenen av en subtraktor är en halvadderare, som adderar två binära ingångar och producerar en utdata som representerar summan av de två ingångarna. För att implementera en subtraktor med halvadderare kan vi använda två halvadderare kopplade på ett specifikt sätt. En halvadderare tar minuend som sin ingång och producerar utsignalen för den första bitpositionen, medan den andra halvadderaren tar subtrahenden som sin ingång och producerar utsignalen för den andra bitpositionen. Utsignalerna från dessa två halvadderare subtraheras sedan från varandra för att producera den slutliga utsignalen från subtraktorn.

Betrakta till exempel en 4-bitars subtraktor som tar två 4-bitars binära tal som indata och producerar en 4-bitars binär utdata representerar skillnaden mellan de två siffrorna. Vi kan implementera denna subtraktor med två halvadderare enligt följande:

Halvadderare 1 tar minuänden (4 bitar) som sin ingång och producerar utdata för den första bitpositionen (4 bitar).

Halvadderare 2 tar subtrahenden (4 bitar) bitar) som sin ingång och producerar utdata för den andra bitpositionen (4 bitar). Detta görs genom att applicera ett negativt tecken på utsignalen från halvadderaren 2, så att utsignalen från halvadderaren 1 minus utsignalen från halvadderaren 2 ger oss skillnaden mellan de två ingångarna.

Sammanfattningsvis är en subtraktor en krets som utför subtraktionsoperationer på binära tal genom att använda halvadderare för att addera de två talen och sedan subtrahera utdata från en halvadderare från utdata från den andra.