情報16【電験3種 機械】論理回路とタイムチャートから出力波形を選ぶ!令和7年度上期 A問題14 完全解説

電験3種 機械科目【情報】令和7年度上期 A問題14 AND・OR・NOTで構成した論理回路の出力Xをタイムチャートから求める

今回は令和7年度上期 機械科目 A問題14を解説します。論理式X=A・C+B・C̄で表される論理回路に、タイムチャートで与えられた入力A,B,Cを加えたときの出力Xの波形を選ぶ問題です。★情報17(令和6年度下期A問題14)・情報18(平成25年度A問題14)と回路構成・論理式・正解番号がすべて完全に一致する、同一パターンの反復出題です。

タイムチャート上でチェックポイントごとの(A,B,C)の値をX=A・C+B・C̄の式に代入して出力を計算し、選択肢を絞り込むのが効率的な解き方です。全波形を細かく追う必要はありません。

🔁 この問題は繰り返し出題されています
ほぼ同じ問題が 【機械】令和6年度下期A問題14 でも出題されています。出題パターンが固定なので、セットで解けば確実な得点源になります。
目次

令和7年度上期 機械科目 A問題14:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 機械科目 情報 令和7年度上期 A問題14 問題文
令和7年度上期 機械科目 A問題14 問題文

電験3種 機械科目 【情報】 令和7年度上期 A問題14

 図の論理回路に,図に示す入力A,B及びCを加えたとき,出力Xとして正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

チェックポイント(A,B,C)X=A・C+B・C̄
(1,0,1)1
(0,1,0)1
(1,1,1)1

出力Xの波形選択肢(1)〜(5)は矩形波タイムチャート(画像参照)。①②③のすべてでX=1となる波形が正解。

図 論理回路と入力A,B,Cのタイムチャート(問題図)
図 論理回路と入力A,B,Cのタイムチャート(問題図)

出題のポイント:論理回路を選択式へ読み替える

AとCのAND、BとCの否定のANDをORする論理回路図
回路の論理式はX=A・C+B・C̄です

Cは上段ANDへ直接入り、NOTを通ったC̄は下段ANDへ入ります。したがってX=A・C+B・C̄であり、C=1ならX=A、C=0ならX=Bとなる2入力選択回路として読めます。

ポイント解説:Cの値でAまたはBを選ぶ回路

Cが1ならA、Cが0ならBを出力する2対1選択回路の説明図
Cが選択信号となり、C=1ではA、C=0ではBがXに現れます

論理回路の出力波形を選ぶ問題では、回路図全体をゲート1つずつ追うよりも、まず論理回路を1本の論理式に変換し、タイムチャート上の代表的な時刻(チェックポイント)の入力値を代入して出力を計算する方が効率的です。

本問の回路はX=A・C+B・C̄という式に整理でき、Cが1のときはAの信号が、Cが0のときはBの信号がそのまま出力に現れるという性質を持ちます。

問題の解説:3時点を計算して波形を絞り込む

3つのチェックポイントを計算して正解3を導く選択肢消去図
3時点すべてでX=1となり、順に選択肢を除外すると(3)が残ります

STEP1 論理回路を論理式に変換する

上段ANDはAとCの積、下段ANDはBとCの否定の積、これらをORで結合するので、

$$X=AC+B\bar C$$

STEP2 チェックポイント①で計算する

①(A,B,C)=(1,0,1):$$X=1\cdot1+0\cdot0=1$$

この時点で出力が0になっている選択肢(4)(5)は不適となり除外できます。

STEP3 チェックポイント②で計算する

②(A,B,C)=(0,1,0):$$X=0\cdot0+1\cdot1=1$$

選択肢(2)はこの時点で0のため除外され、(1)(3)に絞られます。

STEP4 チェックポイント③で計算する

③(A,B,C)=(1,1,1):$$X=1\cdot1+1\cdot0=1$$

選択肢(1)はこの時点で0のため除外され、(3)が残ります。

答え:(3)

💡 覚え方
タイムチャートの波形選択問題は、論理式に変換してから代表的な時刻(チェックポイント)だけを計算し、選択肢を1つずつ消去法で絞り込むのが速い。全波形を細かく追う必要はない。

⚠️ よくある間違い
論理回路から論理式への変換を誤ると、以降のすべての判定が狂う。X=A・C+B・C̄の「Cが1ならA,Cが0ならB」という直感的な理解も併用して検算すると安心。

まとめ

論理式X=A・C+B・C̄
①(1,0,1)X=1
②(0,1,0)X=1
③(1,1,1)X=1
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・論理回路とタイムチャートから出力波形を選ぶ(令和6年度下期):【機械】令和6年度下期A問題14
・論理回路とタイムチャートから出力波形を選ぶ(平成25年度):【機械】平成25年度A問題14

📚 次に解くべき関連問題
【機械】平成25年度A問題14(情報18)
【機械】令和3年度A問題14(情報21)
【機械】平成23年度B問題18(情報15)
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