Na podstawie stanów logicznych określ, która bramka przedstawionego na rysunku układu cyfrowego jest uszkodzona.
{"correct_feedback":"Poprawna odpowiedź to bramka AND. W przedstawionym układzie logicznym pierwsza bramka po lewej (OR, oznaczona symbolem ≥1) otrzymuje na wejście sygnały 1 i 0, więc zgodnie z zasadą OR na wyjściu powinna dać logiczne 1 – i faktycznie tak jest. Następnie sygnał ten trafia do bramki AND razem z drugim wejściem o wartości 0. Działanie poprawnej bramki AND polega na tym, że na wyjściu pojawia się logiczna 1 tylko wtedy, gdy oba wejścia mają wartość 1. W tym przypadku jedno wejście to 1, drugie 0 – więc wynik powinien być 0. Tymczasem na rysunku wyjście tej bramki AND wynosi 1, co jednoznacznie wskazuje, że to właśnie ona jest uszkodzona. W praktyce takie błędy są typowe dla układów TTL i CMOS po przepięciach lub przegrzaniu – bramka może „zawiesić się” w stanie wysokim. Moim zdaniem warto zapamiętać, że diagnostyka bramek logicznych zawsze zaczyna się od analizy tabel prawdy i porównania ich z rzeczywistymi stanami – to prosty, ale skuteczny sposób na wykrycie usterki w dowolnym układzie cyfrowym.
W tym zadaniu łatwo pomylić się przy analizie stanów logicznych, jeśli nie sprawdzi się dokładnie tabel prawdy poszczególnych bramek. Bramka OR (oznaczona symbolem ≥1) daje 1 na wyjściu, gdy przynajmniej jedno z wejść jest w stanie wysokim – i tutaj działa prawidłowo, bo dla wejść 1 i 0 daje 1. Bramka NOT odwraca stan logiczny, więc gdyby była uszkodzona, od razu zauważylibyśmy błędny sygnał (np. brak negacji). NAND z kolei działa odwrotnie do AND – jej wyjście jest 0 tylko wtedy, gdy oba wejścia mają 1. W układzie widzimy jednak, że bramka oznaczona jako AND zwraca wynik 1, mimo że jedno z jej wejść ma wartość 0. To nielogiczne zachowanie dla poprawnie działającej bramki AND, bo według tabeli prawdy (1 AND 0 = 0) wynik powinien być 0. Typowy błąd myślowy polega na tym, że ktoś uznaje, iż ostatnia bramka z negacją (z kółkiem) jest winna, ale to tylko efekt błędnego sygnału wcześniejszej bramki AND. W praktyce serwisowej takie objawy wskazują na zwarcie wewnętrzne tranzystorów w strukturze logicznej, przez co wyjście „utknęło” w stanie wysokim niezależnie od wejść. Bramka AND jest zatem uszkodzona, bo nie realizuje swojej podstawowej funkcji logicznego iloczynu. W elektronice cyfrowej takie analizy wykonuje się często na płytkach testowych z diodami LED – łatwo wtedy obserwować, która bramka nie reaguje na zmiany sygnałów.