KWALIFIKACJA ELM3 - STYCZEŃ 2022 (test 2)

PYTANIE NR 37.
W układzie cyfrowym, którego strukturę i stany logiczne przedstawiono na rysunku, wskaż która bramka nie działa prawidłowo.
Ilustracja przedstawia schemat układu cyfrowego, najprawdopodobniej układu scalonego, z czterema bramkami logicznymi
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby wskazać uszkodzoną bramkę, porównuje się stany logiczne na jej wejściach z oczekiwanym stanem na wyjściu wynikającym z funkcji bramki (tablicy prawdy). Bramka, której wyjście nie zgadza się z tym, co powinno wynikać z pokazanych wejść, jest niesprawna. Na rysunku taki brak zgodności dotyczy "Bramka B.".

Pełne wyjaśnienie:

W tego typu zadaniu diagnozuje się układ cyfrowy na podstawie pokazanych stanów logicznych. Dla każdej bramki należy wykonać tę samą procedurę:

  • odczytać stany 0/1 na wejściach danej bramki,
  • znać (lub rozpoznać z symbolu na schemacie) typ bramki,
  • wyznaczyć, jaki stan powinien pojawić się na wyjściu na podstawie tablicy prawdy,
  • porównać wynik oczekiwany z wynikiem rzeczywistym zaznaczonym na rysunku.

Uszkodzona bramka to taka, dla której istnieje sprzeczność między wejściami a wyjściem (np. wyjście ma stan przeciwny do wymaganego przez funkcję logiczną), przy założeniu, że odczytano właściwe połączenia i kierunek sygnału.

Odpowiedź "Bramka B." jest poprawna, ponieważ to właśnie dla tej bramki na rysunku wyjście nie odpowiada temu, co wynika z jej działania dla podanych stanów wejściowych.

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne, ponieważ dla "Bramka A.", "Bramka C." oraz "Bramka D." pokazane stany na wyjściach są zgodne z tablicami prawdy tych bramek (dla wskazanych na schemacie wejść). Typowym błędem jest pomylenie negacji (kółko na wyjściu) lub nieuwzględnienie, że dana bramka może mieć więcej niż dwa wejścia, co zmienia wniosek o stanie wyjściowym.

Wskazówka egzaminacyjna: sprawdzaj bramki po kolei i zapisuj pośrednio wynik "powinno być 0/1", aby nie zgubić się w analizie całego układu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Tablica prawdy to zestawienie, które pokazuje, jaki stan wyjściowy (0/1) uzyskasz dla każdej kombinacji stanów na wejściach bramki. Dzięki niej możesz sprawdzić, czy wyjście na schemacie jest zgodne z funkcją bramki dla podanych wejść.
Odczytaj stany 0/1 na wejściach bramki, rozpoznaj typ bramki (symbol), wyznacz oczekiwany stan wyjścia z tablicy prawdy i porównaj z tym, co pokazano na schemacie. Niezgodność wejść z wyjściem wskazuje na nieprawidłowe działanie.
Negacja bywa oznaczana małym kółkiem na wejściu lub wyjściu. W pośpiechu można je przeoczyć i potraktować bramkę NAND jak AND albo NOR jak OR. To błąd percepcyjny: symbol jest mały, a skutki w tablicy prawdy są kluczowe.
Najczęściej: odczytanie niewłaściwych sygnałów jako wejść bramki, pominięcie jednego wejścia, przeoczenie negacji, mylenie XOR z OR oraz założenie, że "większość" bramek ma działać tak samo. Pomaga analiza bramka po bramce.
Typ bramki rozpoznaje się po standardowym symbolu graficznym: kształcie bramki oraz ewentualnym kółku negacji. W zadaniach egzaminacyjnych symbol zwykle wystarcza do identyfikacji funkcji (AND/OR/XOR itd.), a wtedy stosujesz właściwą tablicę prawdy.
Zwykle nie są potrzebne obliczenia w sensie matematycznym, ale konieczne jest logiczne wnioskowanie: podstawienie stanów wejściowych do tablicy prawdy i porównanie wyniku z wyjściem. To "obliczenie" logiczne wykonywane krok po kroku dla każdej bramki.
Za uszkodzoną uznaje się bramkę, której wyjście nie odpowiada temu, co wynika z jej funkcji dla podanych stanów na wejściach (przy prawidłowym zasilaniu i poprawnych połączeniach). W zadaniu egzaminacyjnym tę niezgodność widać w stanach na schemacie.
W praktyce stosuje się m.in. miernik uniwersalny (dla poziomów napięć), sondę logiczną, oscyloskop (gdy sygnał jest zmienny w czasie) oraz analizator stanów logicznych. Dobór narzędzia zależy od częstotliwości i tego, czy sygnał jest stabilny.
Jeśli zaczynasz od końca i zakładasz, że wcześniejsze bramki są poprawne, łatwo wpaść w błąd potwierdzenia: interpretujesz stany tak, aby pasowały do hipotezy. Bezpieczniej jest sprawdzać każdą bramkę niezależnie: wejścia → oczekiwane wyjście → porównanie.
Utrwal tablice prawdy podstawowych bramek, naucz się rozpoznawać symbole (w tym negację), ćwicz odczyt sygnałów na schematach i rozwiązuj zadania "krokowe" (po jednej bramce). Dobrą metodą jest tworzenie krótkiej notatki: wejścia → wynik → zgodne/niezgodne.
info

Statystycznie 30% uczniów zna prawidłową odpowiedź. bardzo trudne

Według specjalistów z branży: "Aby wskazać uszkodzoną bramkę, porównuje się stany logiczne na jej wejściach z oczekiwanym stanem na wyjściu wynikającym z funkcji bramki (tablicy prawdy)."

Materiały:

  • Notatki/opracowania z techniki cyfrowej: tablice prawdy bramek i przykłady układów kombinacyjnych
  • Zadania ćwiczeniowe z analizy schematów logicznych (identyfikacja błędnego wyjścia)
  • Symulatory układów logicznych (np. środowiska edukacyjne do bramek) do samodzielnych testów

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego