パルス・論理回路

パルス・論理回路は、電圧の高低を「1」と「0」の二つの状態に対応させ、その組合せによって論理演算、記憶、計数を行う回路を扱う分野である。電気主任技術者試験の電子回路では、論理ゲートの真理値表を読む問題、論理式を簡単にする問題、フリップフロップやカウンタの動作を追う問題、パルス発生回路の波形を答える問題が出題されている。過去10年の出題では図表を読み取らせる形式が多く、組合せ問題の形で出される場合が目立つ。

基本論理ゲートと真理値表

AND回路は、すべての入力が1のときに限り出力が1となる回路である。OR回路は、入力のいずれかが1であれば出力が1となる回路である。NOT回路は入力の値を反転させる回路であり、出力は入力の否定となる。AND、OR、NOTは基本となるゲートであり、他の論理回路はこれらの組合せで構成することができる。

NAND回路はANDの出力をNOTで反転させた回路であり、NOR回路はORの出力をNOTで反転させた回路である。NAND回路だけ、またはNOR回路だけを組み合わせても、任意の論理回路を構成できる。

基本ゲートの出力を比べると、次のとおりである。

ブール代数と論理式の簡単化

論理式では、ANDを積、ORを和で表し、否定は変数の上に線を付けるか、記号「'」で表す。ブール代数では、交換則、結合則、分配則、吸収則が成り立つ。ド・モルガンの定理は、積の否定がそれぞれの否定の和に等しいことを示す定理であり、NANDとNORの論理式を変形するときに用いられる。

(A・B)' = A' + B'

真理値表から論理式を導くときは、出力が1となる行ごとに入力の積項を作り、それらを和で結ぶ。この方法で得た式は、ブール代数の法則を用いて簡単にできる。組合せ問題では、導いた式と図表の値を照合する形式が使われる。