Расширение функциональности схемы имитатора пения канарейки c помощью приемов ТРИЗ

Рис. 1

Кроме имитатора пения канарейки, схема которого приведена на рисунке 1, существуют имитаторы самых разных звуков, причем, как правило, схемы этих устройств значительно отличаются друг от друга. Поэтому если нужно имитировать несколько звуков, приходится собирать несколько устройств, а на это уходит дополнительное время и расходуются дополнительные электронные компоненты.

Для имитации другого звука требуется значительно изменить параметры схемы, следовательно, нужно поменять много компонентов и порядок их соединения. В связи с этим можно сформулировать техническое противоречие и идеальный конечный результат:

ТП1: Если собрать разные схемы (с различными параметрами электронных компонентов), то можно получить различные звуки, но на это уйдет много времени и ресурсов.

ТП2: Если не собирать разные схемы, то можно сэкономить время и ресурсы, но звучание будет только одно.

ИКР: Х-элемент в нужное время значительно меняет параметры схемы, благодаря чему появляется другое звучание и отпадает необходимость в другом устройстве.

Для разрешения данного технического противоречия можно применить следующие приемы:

Прием 35: ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОБЪЕКТА

а) Изменить агрегатное состояние объекта. б) Изменить концентрацию или консистенцию. в) Изменить степень гибкости. г) Изменить температуру.

Прием 28: ЗАМЕНА МЕХАНИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

а) Заменить механическую систему оптической, акустической или "запаховой". б) Использовать электрические, магнитные и электромагнитные поля для взаимодействия с объектом. в) Перейти от неподвижных полей к движущимся, от фиксированных - к меняющимся по времени, от неструктурных - к имеющим определенную структуру. г) Использовать поля в сочетании с ферромагнитными частицами.

Прием 24: ПРИНЦИП "ПОСРЕДНИКА"

а) Использовать промежуточный объект, переносящий или передающий действие. б) На время присоединить к объекту другой (легко удаляемый) объект.

Если применить прием 35, то очевидно, что из всех электронных компонентов, входящих в состав схемы, только транзистор подвержен значительному изменению параметров в зависимости от температуры, схемы включения, действия полей. Следовательно, для имитации другого звука, необходимо менять параметры транзисторов.

Отсюда возникает физическое противоречие:

ФП: Транзистор должен обладать определенными параметрами, чтобы схема работала в режиме имитации звука канарейки, но он должен обладать некими другими параметрами, чтобы устройство могло издавать другой звук.

При рассмотрении приемов разрешения физических противоречий, находим прием«Разрешение противоречивых свойств во времени».

Значит, в одно время у транзистора должны быть одни параметры, чтобы схема работала в режиме «канарейки», а в другое время — другие параметры, чтобы получился имитатор еще одного звука.

Попытаемся найти другие приемы разрешения ФП, для этого вспомним, какие существуют схемы включения транзистора:

- Схема с общим эмиттером.

- Схема с общей базой.

- Схема с общим коллектором.

- Инверсная схема включения

Если обратить внимание на последнюю схему включения, то становится очевидным прием разрешения ФП «Системный переход 1б: от системы к антисистеме или сочетанию системы с антисистемой».

Антисистемой для транзистора будет инверсная схема его включения, т. е. схема, где эмиттер и коллектор выполняют противоположные функции. Поменяв местами коллектор и эмиттер, получаем схему имитатора полицейской сирены (рис. 2):

Рис. 2

Осталось согласовать эту схему с приемами разрешения ТП №28 («Замена механической схемы»), №24 («Принцип посредника») и ИКР (Х-элемент меняет параметры схемы). Получается такая схема (рис. 3):

Рис. 3

Х-элементом и посредником в данной схеме является переключатель S2, который меняет коллектор и эмиттер транзистора местами.

Кроме того, в этой схеме происходит переход от неподвижных полей к движущимся (Прием №28 пункт в): До изменения поле действовало на транзистор только в одном направлении, и ток тек только от эмиттера к коллектору, но после изменения, поле может менять свое направление, и ток может течь, как от эмиттера к коллектору, так и от коллектора к эмиттеру.

В результате данное устройство является как имитатором пения канарейки, так и имитатором полицейской сирены.