電験三種 平成26年度(2014) 機械 問18(b) 過去問解説

問18(b) 《情報(カウンタのクリアと伝搬遅れ)》
(選択問題:問17または問18のどちらか1問を解く) 図はJK-フリップフロップ(FF1,FF2,FF3)と論理回路Dを用いた非同期式カウンタ回路とそのタイムチャートである。次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (b) タイムチャートにおいて,クロック入力のパルス6の立ち下がりでFF1のQ出力は1から0へ変化する。FF1の立ち下がりはFF2を動作させ,0から1に変化させる。図のa時点でFF2及びFF3のQ出力はともに(ア)である。これら二つの(ア)は論理回路Dに入力され,その出力は(イ)となる。この(イ)は三つのJK-フリップフロップのCLR入力端子に入って,b時点において,クリアされている。a時点からb時点までのFF2のQに現われるパルスは,パルス幅が非常に狭いため,カウンタの出力(ア)としてはカウントされない。カウンタは再びカウントを開始する。クロック入力のパルス6が1から0に変化する時刻と,FF2及びFF3が最終的にb時点でクリアされる時刻とには時間遅れが生じている。これは論理回路Dとフリップフロップの入出力における信号の(ウ)遅れに起因している。 上記の記述中の空白箇所(ア),(イ)及び(ウ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問18(b)の図
  1. (1) (ア)1,(イ)0,(ウ)伝搬
  2. (2) (ア)0,(イ)1,(ウ)伝搬
  3. (3) (ア)1,(イ)1,(ウ)伝搬
  4. (4) (ア)0,(イ)1,(ウ)同期
  5. (5) (ア)1,(イ)0,(ウ)同期
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正解は(1)
解説
【考え方】a 時点で何が 1 になっているかを見て、NAND の出力とクリアの流れを追います。 覚えるポイント:伝搬遅れは、信号が回路を通りぬけるのにかかる、ほんの少しの時間。 ■1 a 時点の出力 (ア) a 時点では、FF2 が0から1に変わり、FF3 も1なので、どちらも1です。→ (ア) 1 ■2 NAND の出力 (イ) 2つの1が NAND に入るので、出力は0です。→ (イ) 0 この0が CLR に入り、b 時点でクリアされます。 a から b までの FF2 のパルスはとても短いので、出力の1としては数えられません。 ■3 時間の遅れ (ウ) クロックの変化から、クリアされるまでに少し時間がかかります。 これは、論理回路やフリップフロップの中を信号が通るのにかかる遅れのためです。→ (ウ) 伝搬 「同期」は、みんなが同じタイミングで動くことで、遅れの名前ではありません。 答えは(1)ピヨ。
出典:平成26年度(2014) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問18(b)