Как правило, АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Тем не менее, некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор. Компаратор – это устройство, предназначенное для сравнения каких-либо величин (от лат. comparare – "сравнивать"). Компаратор, он же операционный усилитель с большим коэффициентом умножения. Имеет входы, прямой и инверсный. При необходимости опорный сигнал может быть подключен к любому из них. Рассмотрим, как работает компаратор. На один из входов подается постоянный сигнал, который называется опорным. Он используется как образец для сравнения. Ко второму поступает испытуемый сигнал. На выходе стоит транзистор, меняющий свое состояние в зависимости от условий:
- Напряжение прямого входа выше инверсного – транзистор открыт.
- Напряжение инверсного входа выше прямого – закрыт.
Соответственно, выходное напряжение меняется скачком от минимума до максимума, или наоборот. Через компараторы осуществляется связь между непрерывными сигналами, например, напряжения и логическими переменными цифровых устройств.