Tricky Circuit

不一致を知らせるゲート

XORで違いを見つける

XORはExclusive OR、排他的論理和で、入力が違うと1を出します。ビットは二進の数字0か1で、低い論理状態か高い論理状態を表します。

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実験台

回路の設定を変え、測定値を予想してから課題を確認しましょう。教材用のモデルで、各レッスンに仮定を説明しています。

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動作の仕組み

理想的な二進論理です。0は低、1は高で、測定電圧ではありません。電源、電流、出力負荷、応答の遅れは省略し、図は機能を示してチップの端子配置は示しません。

AとBは入力、Yは出力です。⊕はXORです。入力が違えばY = 1、同じならY = 0。真理値表はすべての入力組合せの結果を並べます。

難易度
  1. 組み立て · 組み立てる

    A = 1、B = 0で電源を入れ、Y = 1にします。

    ヒントを見る

    A = 1; B = 0 → Y = 1

  2. 探究 · 入力を変える

    A = 1、B = 1にします。両方高くてもY = 0にします。

    ヒントを見る

    A = 1; B = 1 → Y = 0

  3. 自力で解く · 課題を解く

    A = 0、B = 0にし、Y = 0を確かめます。

    ヒントを見る

    A = 0; B = 0 → Y = 0

追加の読み物と回路レシピ

XORで違いを見つける

二つのスイッチが一致するか調べると考えましょう。XORは違いを目立たせ、二つの状態から一つの答えを作ります。

Y = A ⊕ B

組合せは四つです。全部試すと、一度光った結果だけでなく全体の規則が分かります。

役立つ法則

一方の入力を変えると出力が反転します。両方変えると出力は同じです。

モデルの外では

XORは加算器の和ビットやパリティ確認に使えます。同じ規則が計算と誤り検出を助けます。

避けたい落とし穴

XORは普通の論理和ではありません。両入力1で0です。どちらが先に変わったかは覚えません。

Aだけ反転しBを保ちます。Yは…

  1. 必ず反転する
  2. 必ず変わらない
  3. 必ず1になる
詳しく読む

一つ変えると同じ入力は違い、違う入力は同じになります。

組み立てる

A = 1、B = 0で通電します。違うのでY = 1です。

Y = 1

入力を変える

A = 1、B = 1で通電します。同じなのでY = 0です。

Y = 0

別の道を試す

Bを固定しAを二度変えます。出力は元に戻ります。その後、両入力を一度ずつ変えて比べます。

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