KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2010

PYTANIE NR 9.
Wykorzystując tabelę prawdy dla bramki typu NAND, podaj, którą z funkcji logicznych realizuje przedstawiony układ bramek.
Ilustracja przedstawia schemat logiczny związany z egzaminem zawodowym dla elektryków, kwalifikacja EE5.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby rozwiązać zadanie, analizuj układ od wejść do wyjścia. Bramka NAND ze zwartymi wejściami q realizuje negację, więc daje sygnał ¬q. Następnie druga bramka liczy NAND(p,¬q)=¬(p∧¬q). Dla (p,q)=00,01,10,11 otrzymasz kolejno 1,1,0,1, co odpowiada tabeli B.

Pełne wyjaśnienie:

W bramce NAND wyjście ma wartość 0 tylko wtedy, gdy oba wejścia mają 1; w pozostałych przypadkach wyjście wynosi 1. Formalnie: NAND(A,B)=¬(A∧B).

W przedstawionym układzie pierwsza bramka NAND ma oba wejścia połączone z sygnałem q. Taka konfiguracja działa jak negator, bo:

NAND(q,q)=¬(q∧q)=¬q.

Zatem na wyjściu pierwszej bramki otrzymujemy sygnał pośredni ¬q.

Druga bramka NAND ma na wejściach sygnały p oraz ¬q, więc cały układ realizuje funkcję:

Q = NAND(p,¬q) = ¬(p ∧ ¬q).

Teraz wyznaczamy wartości Q dla wszystkich kombinacji wejść (p,q) w kolejności 00, 01, 10, 11:

  • p=0, q=0 → ¬q=1 → NAND(0,1)=1
  • p=0, q=1 → ¬q=0 → NAND(0,0)=1
  • p=1, q=0 → ¬q=1 → NAND(1,1)=0
  • p=1, q=1 → ¬q=0 → NAND(1,0)=1

Otrzymana sekwencja wyjść to 1, 1, 0, 1, więc poprawna jest odpowiedź z tabelą prawdy dokładnie o takich wartościach.

Dlaczego pozostałe tabele są błędne? Tabela z wynikiem 0,1,0,1 odpowiadałaby sytuacji, w której drugi etap nie był NAND lub pominięto negację. Sekwencja 1,0,1,0 sugeruje prostą zależność typu XOR/negacja jednego wejścia, co nie wynika z NAND(p,¬q). Z kolei 0,0,1,0 daje 1 tylko dla jednego przypadku, co jest niezgodne z zachowaniem NAND (która ma trzy jedynki i jedno zero dla samych dwóch wejść 0/1).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze licz sygnał pośredni (tu: ¬q) i dopiero potem wyjście końcowe. To ogranicza typowe pomyłki wynikające z "czytania" schematu bez tabeli prawdy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bramka NAND to negacja koniunkcji: ¬(A∧B). Daje na wyjściu 0 tylko wtedy, gdy oba wejścia mają wartość 1. Dla 00, 01 i 10 zwraca 1. To klucz do szybkiego tworzenia tabel prawdy.
Gdy oba wejścia NAND są połączone do tego samego sygnału x, wyjście wynosi NAND(x,x)=¬(x∧x)=¬x. Taka bramka działa więc jak negator (NOT). To częsty motyw w zadaniach z układów kombinacyjnych.
Najpierw wyznacz sygnały pośrednie: policz wyjście pierwszej bramki dla wszystkich (p,q). Potem podstaw te wartości do drugiej bramki i dopiero wtedy licz Q. Na końcu porównaj sekwencję Q dla 00,01,10,11 z tabelami odpowiedzi.
Ponieważ wyjście Q zależy od sygnału pośredniego (wyjścia pierwszej bramki). Jeśli pominiesz etap wyznaczenia ¬q, łatwo o błąd sekwencjonowania: liczysz drugą bramkę na błędnych danych, a wtedy cała tabela prawdy wychodzi niepoprawna.
Najczęściej myli się NAND z AND (zapomina o negacji na wyjściu), źle interpretuje bramkę ze zwartymi wejściami (traktuje ją jak "przelot"), albo sprawdza tylko 1–2 kombinacje wejść zamiast wszystkich czterech. Pomaga systematyczne liczenie 00,01,10,11.
Dla pojedynczej bramki NAND z dwoma niezależnymi wejściami tak: tylko przypadek 11 daje 0. W układzie z kilku bramek rozkład może być inny, bo pojawiają się negacje i sygnały pośrednie. Dlatego trzeba liczyć cały układ, nie zgadywać po nazwie.
Zapisz najpierw kolumnę ¬q dla q=0 i q=1. Potem dla każdego wiersza policz p∧¬q, a na końcu zaneguj wynik (bo NAND). Taki "łańcuch kolumn" minimalizuje pomyłki i pozwala szybko znaleźć w którym kroku pojawił się błąd.
To warunek logiczny: wyjście Q jest równe 0 tylko wtedy, gdy jednocześnie p=1 oraz q=0 (bo wtedy ¬q=1 i koniunkcja ma 1). We wszystkich pozostałych przypadkach Q=1. To dobra kontrola "intuicyjna" po obliczeniach.
Podobne zależności realizuje się w torach sterowania i zabezpieczeń, np. przy blokadach: sygnał z czujnika, stan zezwolenia, warunek awaryjny. Logika bramek (lub jej odpowiednik w przekaźnikach/sterownikach) decyduje, kiedy wysterować sygnalizację lub element wykonawczy.
Opanuj na pamięć tabele prawdy podstawowych bramek (NOT, AND, OR, NAND, NOR). Ćwicz analizę układów z 2–3 bramek, zawsze robiąc tabelę dla 00,01,10,11. Dodatkowo ćwicz przekształcanie wyrażeń w algebrze Boole’a, bo przyspiesza to rozwiązanie.
info

Około 44% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Aby rozwiązać zadanie, analizuj układ od wejść do wyjścia."

Źródła:

  • Wikipedia: "NAND gate" — https://en.wikipedia.org/wiki/NAND_gate (dostęp: 2026-03-01)
  • All About Circuits: "NAND Gate" — https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-3/nand-gate/ (dostęp: 2026-03-01)
  • Electronics Tutorials: "The NAND Gate" — https://www.electronics-tutorials.ws/logic/logic_4.html (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy logiki cyfrowej: tabele prawdy bramek logicznych i ich zamiany
  • Ćwiczenia z tworzenia tabel prawdy dla układów z 2–3 bramek
  • Materiały o algebrze Boole’a: prawa de Morgana i upraszczanie wyrażeń

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego