Применение методов ТРИЗ для решения схемотехнических задач

Е.Д.Андреев г.Чебоксары, 1989 г.

ПРИМЕНЕНИЕ  МЕТОДОВ  ТРИЗ

ДЛЯ  РЕШЕНИЯ  СХЕМОТЕХНИЧЕСКИХ  ЗАДАЧ.

1.  Обоснование выбора темы.

Необходимость  разработки данной темы возникла по результатам обучения    ТРИЗ    группы    слушателей     на     Чебоксарском приборостроительном  заводе.  В  силу  специфики  предприятия  в составе группы более половины слушателей были  схемотехниками  специалистами   в   области  электронного  приборостроения,  для которых традиционные учебные  задачи,  ряд  понятий,  таких  как изделие,   инструмент,   оперативная   зона,   ВПР   и   другие, направленных  на  действия  с,  так   сказать,   "механическими"

величинами,   не   представляли  профессионального  интереса.  В

результате активность таких слушателей была невелика.

2.  Цель разработки темы.

Целью  является  определение  возможности  или  невозможности применения  методов  ТРИЗ,  сведенных, в частности, в стандарты, для  решения  схемотехнических  задач  и,  в   случае   первого, выявления особенностей этого применения.

3.  Исходные данные.

В качестве материала для обработки и  формулировки  обобщений использовались  описания  изобретений по классам Н 03, G 06, 09,

11 за  1980...1988  г.г.,  а  также  общеизвестные  сведения  из области автоматики, импульсной и вычислительной техники.

4. Рассмотрим применительно к схемотехническим задачам приемы СТ

РИЗ-77 [1].

Ключевым моментом здесь представляется уточнение веполя и его составляющих,  для  чего  возьмем  в  качестве  примера инвертор электрического сигнала:

А

----¬

¦   ¦                _

Uвх о------+   +о------> Uвых = Uвх

¦   ¦

L---Применяя системный подход можно сказать, что дана техническая система для инвертирования сигнала, содержащая источник входного сигнала Uвх, собственно инвертор А и выходной сигнал Uвых. Тогда веполь, описывающий ТС, будет иметь вид:

П                                    Uвх

В1 ------> В2 ,    или тоже самое     А -------> Uвых

- 2 В качестве поля  тут  выступает  источник  входного  сигнала, первого  вещества  (инструмента)  -  сам  инвертор,  в  качестве второго вещества (изделия) - напряжение  или  импульс  выходного сигнала.   Как   видим,   второе   вещество   предстало  в  виде электрического  сигнала.  С  подобным  допущением,  предложенным

Н.Н.Хоменко  [2],  можно  согласиться, ведь электрический сигнал тоже материален. Отсюда вытекает, что в схемотехнических задачах вещества в формуле веполя могут обозначать как  элементы  схемы, так   и   импульсы   (потенциалы);   то   или  иное  обозначение присваивается в каждом конкретном случае, сообразуясь с ясностью представления технической системы. Полученный  веполь  заманчиво отнести к эполям: в вещество инвертора введен электрический ток.

Однако  сделать  это  чисто  не  позволяет  отсутствие  внешнего электрического поля: имеется только электрическое поле  входного сигнала,  а  также  нет  видимого  механического взаимодействия, характерного  для  эполей,  ради  которого  они,  собственно,  и синтезируются.

Рассмотренная   ТС  для  инвертирования,  нетрудно  заметить, соответствует  ст.1.1.1  :  не  будет  одного  из   компонентов, например,  Uвых  при  коротком  замыкании,  и  ТС  распалась, не функционирует.

Еще пример синтеза веполя. При формировании  цифро-аналоговым преобразователем ЦАП ступенчатого линейно-меняющегося напряжения на    фронтах   ступенек   в   силу   ряда   причин,   вызванных несовершенством    элементной    базы,    образуются    выбросы, недопустимые,  в частности, при работе в системах индикации. Как видим, условие задачи содержит только одно вещество -  ступеньки с   выбросами   на   фронтах.  По  а.с.1200402  веполь  строится добавлением  второго   вещества   -   последовательного   ключа, играющего  роль  инструмента и поля, управляющего им. В качестве поля  применяется  имеющаяся  тактовая   частота   самого   ЦАП.

Синтезированный  веполь  работает  следующим  образом:  в момент действия выбросов ключ разомкнут и не пропускает их в  следующую схему.

Переход   к   внутреннему   и  внешнему  комплексным  веполям предполагает ответ на вопрос о добавках, который распадается  на несколько пунктов:

а)  вещество  -  элемент  схемы  (диод,  резистор и т.д.). Не отрицая   возможности   внутренней   добавки,   очевидно,    что практическое  значение,  с  точки  зрения построения схем, имеют добавки внешние;

R

R                         ----+       +---¬

¦               ¦

о-----+       +-----о  =====>  о----+               +-----о

¦               ¦

L-------++------С

б) вещество - сигнал.  Используются  оба  вида  добавок.  Так модуляция   высокочастотного  сигнала  сигналом  низкой  частоты представляется внутренней  добавкой,  а  импульс  начала  кадра,

- 3 отделенный от видеосигнала - внешней;