第三種電気主任技術者・2011年度・機械

2011年度 機械 問14

図のように、入力信号A, B及びC、出力信号Zの論理回路がある。
この論理回路の真理値表として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
(回路図の構成:NAND, OR, NAND, NAND等の組み合わせ)

2011年度 機械 問14の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2011年度 機械 問14

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正答:(1)

要点

正解は(1)。回路を追っていくと以下のようになります。1. 上段NAND: A⋅B‾ \overline{A \cdot B} 2. 下段OR: A+B A + B 3. 中段NAND: (A⋅B‾)⋅(A+B)‾ \overline{ (\overline{A \cdot B}) \cdot (A + B) } これはXORの否定、つまりXNOR (一致回路) となります。

詳細解説を読む

正解は(1)です。
回路を追っていくと以下のようになります。

  1. 上段NAND: A⋅B‾ \overline{A \cdot B}
  2. 下段OR: A+B A + B
  3. 中段NAND: (A⋅B‾)⋅(A+B)‾ \overline{ (\overline{A \cdot B}) \cdot (A + B) }
    これはXORの否定、つまりXNOR (一致回路) となります。A⊙B A \odot B 。
    (A=Bなら1, A≠Bなら0)
    これを X X と置きます。
  4. 右側の回路は、信号 X X と C C を入力として、同様のXNOR構成(またはXOR構成)になっています。
    詳細な解析:
    ・右上OR: X+C X + C
    ・右下NAND: X⋅C‾ \overline{X \cdot C}
    ・出力Z (NAND): (X+C)⋅(X⋅C‾)‾ \overline{ (X+C) \cdot (\overline{X \cdot C}) }
    これはXORの否定の否定? いえ、(X+C)(XC‾) (X+C)(\overline{XC}) は XOR (排他的論理和) です。
    それのNAND(否定)をとっているので、最終的な出力 Z は X⊕C‾=X⊙C \overline{X \oplus C} = X \odot C (XNOR)となります。
    つまり、全回路は Z=(A⊙B)⊙C Z = (A \odot B) \odot C という構成です。
    これは「偶数パリティ」のような動作をします(1の個数が偶数個なら1?確認します)。
    ・0,0,0 -> A=B(1) -> 1と0のXNOR -> 0
    ・0,0,1 -> A=B(1) -> 1と1のXNOR -> 1
    ・0,1,0 -> A≠B(0) -> 0と0のXNOR -> 1
    ・0,1,1 -> A≠B(0) -> 0と1のXNOR -> 0
    ・1,0,0 -> A≠B(0) -> 0と0のXNOR -> 1
    ・1,0,1 -> A≠B(0) -> 0と1のXNOR -> 0
    ・1,1,0 -> A=B(1) -> 1と0のXNOR -> 0
    ・1,1,1 -> A=B(1) -> 1と1のXNOR -> 1
    Zの出力列: 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1
    これに合致するのは選択肢(1)です。

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