普考申論題
109年
[電力工程] 電子學概要
第 一 題
📖 題組：
分析以下之邏輯電路。若三個D型正反器輸出的初始值Q1, Q2, Q3皆為邏輯1, CLK為頻率1 MHz的方波時脈信號。 (一)若S的輸入為邏輯0，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） (二)承上，D型正反器輸出的電壓位準為1 V（邏輯1）及0 V（邏輯0），若電容C = 1 pF，試求電容的動態功率消耗。（10分） (三)若S的輸入為邏輯1，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分）
分析以下之邏輯電路。若三個D型正反器輸出的初始值Q1, Q2, Q3皆為邏輯1, CLK為頻率1 MHz的方波時脈信號。 (一)若S的輸入為邏輯0，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分） (二)承上，D型正反器輸出的電壓位準為1 V（邏輯1）及0 V（邏輯0），若電容C = 1 pF，試求電容的動態功率消耗。（10分） (三)若S的輸入為邏輯1，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
若S的輸入為邏輯0，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分）
思路引導 VIP
這是一道時序邏輯電路分析題。首先寫出各個 D 型正反器的輸入邏輯方程式，並代入條件 S=0 簡化電路。接著建立狀態轉移表，追蹤各個時脈觸發下 Q1、Q2 的狀態變化規律，即可求出 Q1 的輸出週期並繪製出對應波形。
小題 (二)
承上，D型正反器輸出的電壓位準為1 V（邏輯1）及0 V（邏輯0），若電容C = 1 pF，試求電容的動態功率消耗。（10分）
思路引導 VIP
本題測驗數位電路中的動態功率消耗計算。首先須回顧第(一)題中節點 Q1 的狀態變化序列，找出其發生 0 到 1 轉態（即電容充電）的切換頻率，接著代入動態功率消耗公式 $P = C V^2 f_{sw}$ 即可求得解答。
小題 (三)
若S的輸入為邏輯1，試繪出Q1的波形，並求其輸出週期。（5分）
思路引導 VIP
解此題的關鍵在於寫出三個 D 型正反器的輸入端邏輯方程式（D1, D2, D3）。代入 S=1 後，透過建立狀態轉換表，逐步推演出 Q1, Q2, Q3 隨時脈週期的變化序列，即可找出 Q1 狀態重複的循環週期。