KWALIFIKACJA ELM5 - CZERWIEC 2020

PYTANIE NR 33.
Która bramka logiczna jest uszkodzona?
Ilustracja przedstawia schemat logiczny, który jest częścią pytania egzaminacyjnego związanego z kwalifikacją zawodową
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Uszkodzoną bramkę wskazuje rozbieżność między oczekiwanym a podanym na schemacie stanem wyjścia dla danych wejść. Dla bramki OR przy wejściach L,L wyjście powinno być L (0), tymczasem na rysunku jest H (1). Pozostałe bramki mają wyjścia zgodne z ich tablicami prawdy.

Pełne wyjaśnienie:

Aby znaleźć uszkodzoną bramkę, porównuje się działanie każdej bramki z jej tablicą prawdy, korzystając z oznaczonych na schemacie stanów wejść (H=1, L=0) oraz podpisanych stanów na wyjściach.

  • NAND: daje stan niski tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są wysokie. Dla wejść H oraz L oczekiwane wyjście to H, co zgadza się z oznaczeniem na wyjściu — ta bramka działa poprawnie.
  • OR: daje stan wysoki, gdy przynajmniej jedno wejście jest wysokie. Dla wejść L oraz L oczekiwane wyjście to L. Jeśli na schemacie podano H na wyjściu, oznacza to sprzeczność z tablicą prawdy, czyli usterkę tej bramki.
  • NOT (inwerter): neguje stan. Dla wejścia L oczekiwane wyjście to H, co jest zgodne z oznaczeniem — element sprawny.
  • AND: daje H tylko wtedy, gdy wszystkie wejścia są H. Skoro na wejściach są H i H, wyjście H jest prawidłowe — brak usterki.
  • XOR: daje H, gdy wejścia są różne, a L, gdy są takie same. Dla H i H wynik powinien być L i taki jest na wyjściu — bramka działa poprawnie.

Wniosek: jedyną bramką, której "rzeczywiste" wyjście nie pasuje do definicji funkcji logicznej dla podanych wejść, jest bramka OR. Typowe pomyłki na egzaminie to mylenie OR z XOR oraz nieuwzględnienie, że OR przy L,L nie może dać H.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
H (High) oznacza stan wysoki, czyli logiczną "1", a L (Low) oznacza stan niski, czyli logiczne "0". W zadaniach z bramkami to klucz do odczytania wejść/wyjść i porównania ich z tablicą prawdy danej bramki.
Dla bramki OR wyjście jest wysokie, gdy co najmniej jedno wejście jest wysokie. Przy wejściach L i L warunek nie jest spełniony, więc oczekiwane wyjście to L. Jeśli pomiar/rysunek pokazuje H, bramka jest niesprawna.
Tablica prawdy jest definicją działania bramki: dla każdej kombinacji wejść podaje jedyne poprawne wyjście. Diagnoza polega na wykryciu rozbieżności między stanem oczekiwanym a obserwowanym. Rozbieżność wskazuje uszkodzenie lub błąd połączeń.
Najczęściej myli się warunek "co najmniej jedno H" (OR) z warunkiem "wejścia różne" (XOR). Różnica jest szczególnie widoczna dla wejść H,H: OR daje H, a XOR daje L. Druga częsta pomyłka to traktowanie XOR jak OR bez analizy.
NAND to negacja AND: wynik jest niski tylko wtedy, gdy oba (wszystkie) wejścia są wysokie. Dla kombinacji H i L bramka AND dałaby L, a NAND po zanegowaniu daje H. Dlatego w takim przypadku oczekuje się H na wyjściu.
Inwerter NOT zawsze odwraca stan logiczny: L zmienia na H, a H zmienia na L. W diagnostyce jest to najprostszy element do weryfikacji, bo ma tylko jedno wejście i jedno wyjście, więc łatwo porównać z oczekiwaniem.
Najpewniejsza metoda to sprawdzanie po kolei: odczytaj stany na wejściach danej bramki, wyznacz oczekiwane wyjście z tablicy prawdy i porównaj z wyjściem podanym/zmierzonym. Bramka z pierwszą rozbieżnością jest kandydatem na uszkodzoną.
Nie zawsze widać to na każdym wyjściu pośrednim, ale uszkodzona bramka daje niepoprawny stan dla określonych kombinacji wejść. Kolejne bramki mogą działać poprawnie, tylko przetwarzają błędny sygnał. Dlatego ważne są pomiary na kolejnych węzłach.
W praktyce używa się m.in. sondy logicznej (szybka informacja H/L), oscyloskopu (wgląd w przebiegi, czasy narastania, zakłócenia) oraz analizatora stanów logicznych (wiele kanałów naraz). Dobór zależy od szybkości i złożoności układu.
Opanuj tablice prawdy podstawowych bramek i ćwicz na schematach: najpierw wyznacz oczekiwane wyjścia dla zadanych wejść, potem porównuj z podanymi stanami. Pomaga też nauka "punktów kontrolnych" (np. OR przy L,L zawsze daje L; XOR przy H,H daje L).
info

Statystycznie 41% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Uszkodzoną bramkę wskazuje rozbieżność między oczekiwanym a podanym na schemacie stanem wyjścia dla danych wejść."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Bramka logiczna" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Bramka_logiczna (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Alternatywa (logika)" (OR) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Alternatywa_(logika) (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Alternatywa wykluczająca" (XOR) – https://pl.wikipedia.org/wiki/Alternatywa_wykluczaj%C4%85ca (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Notatki/opracowania z tablic prawdy podstawowych bramek logicznych
  • Podręcznik do techniki cyfrowej (rozdziały: bramki, układy kombinacyjne, diagnostyka)
  • Ćwiczenia z analizy schematów: wyznaczanie stanów wyjść dla zadanych wejść

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego