Która kombinacja stanów logicznych nie pojawi się na wyjściach sterownika działającego zgodnie z przedstawionym programem?
A. Q1 = 0 i Q2 = 1
B. Q1 = 1 i Q2 = 1
C. Q1 = 1 i Q2 = 0
D. Q1 = 0 i Q2 = 0
Pytanie z egzaminu CKE, styczeń 2023 (arkusz E.19-SG-23.01).
Kombinacja stanów Q1 = 1 i Q2 = 1 jest nieprawidłowa ze względu na sposób, w jaki działa przedstawiony program. W analizowanym schemacie logicznym wyjście Q1 jest generowane na podstawie operacji AND pomiędzy sygnałem I1 a negacją sygnału I1 (NOT I1). Ponieważ I1 i NOT I1 nie mogą być jednocześnie równe 1, wynik AND zawsze będzie równy 0, co oznacza, że Q1 nigdy nie może przyjmować wartości 1. Z kolei wyjście Q2 jest uzależnione od stanu innego sygnału wejściowego, I2, co daje możliwość uzyskania wartości 0 lub 1. Przykładowo, jeżeli I1 = 0 oraz I2 = 1, Q1 = 0 oraz Q2 = 1. W praktyce, zrozumienie logiki obwodów cyfrowych i ich właściwości jest kluczowe w projektowaniu systemów automatyki przemysłowej, które muszą działać w sposób przewidywalny i zgodny z określonymi wymaganiami operacyjnymi.
Wybór odpowiedzi, która sugeruje, że kombinacja Q1 = 1 i Q2 = 1 jest możliwa, wynika z błędnego zrozumienia logiki funkcji AND i negacji. Kluczowym błędem jest założenie, że oba wyjścia mogą przyjmować wartość 1 jednocześnie, co nie jest zgodne z zasadami działania obwodów cyfrowych. W odpowiedzi Q1, uzyskanej z operacji AND, zawsze będzie wynosić 0, niezależnie od wartości I1, ponieważ I1 i NOT I1 nie mogą być jednocześnie 1. Ponadto, w przypadku kombinacji jak Q1 = 1 oraz Q2 = 1, sugeruje się, że oba wyjścia mogą być aktywne, co jest sprzeczne z zasadami działania układów logicznych. Wzmacnia to potrzebę zrozumienia podstawowych zasad projektowania obwodów oraz logicznych operacji, co jest niezbędne dla każdego inżyniera zajmującego się automatyką. Często w praktyce, inżynierowie muszą stosować metodologię testowania i symulacji, aby upewnić się, że projektowane systemy działają zgodnie z oczekiwaniami. Zrozumienie, dlaczego pewne kombinacje stanów nie mogą wystąpić, jest kluczowe dla unikania błędów projektowych, które mogą prowadzić do nieefektywności systemów i potencjalnych awarii.