Редакторы EDN скажут вам, что раздел «Design Ideas» (DI, конструкторские идеи) является самым популярным разделом сайта. Это восходит к печатным изданиям, где DI был первым разделом, к которому большинство, если не все читатели, обращались в первую очередь при получении нового номера. Этот раздел был настолько популярен в 1990-х годах, что Linear Technology размещала в нем платную рекламу со своими оригинальными схемотехническими идеями. Некоторые из них до сих пор хранятся в моем архиве.
Design Ideas были и остаются сообществом, в котором обычные рядовые читатели могут поделиться с журналом какой-нибудь концепцией, умной схемой или решением проблемы, потратив всего несколько часов на то, чтобы нарисовать схему и написать о ней 500 или около того слов.
Конечно, концепция конструкторских идей возникла еще до появления EDN или любого другого журнала по электронике. Мое первое знакомство с концепцией конструкторской идеи произошло в издаваемом лигой ARRL журнале QST [1], в каждом номере которого был раздел «Hints and Kinks» (Подсказки и хитрости) [2]. Даже тогда это был самый интересный раздел журнала. ARRL также издавала сборники «Hints and Kinks» в виде отдельных книг, и я помню, как неоднократно брал их в библиотеке. Другим они тоже нравились, так как это были хорошо изданные книги.
Но концепция конструкторской идеи появилась еще до QST. В публикациях Mechanics Illustrated также было много страниц, посвященных материалам, присланным читателями. На Рисунке 1 показана конструкторская идея из журнала «Популярная механика» за январь 1914 года [3].
 |
|
| Рисунок 1. | Концепция предложенных читателями решений проблем уходит корнями в далекое прошлое. Эта статья была опубликована в январском номере журнала «Популярная механика» за 1914 год. Текст на рисунке: Снегоочистительный плуг для очистки тротуаров На рисунке показан V-образный плуг, изготовленный из досок и прикрепленный к рукоятке обычного садового плуга после снятия лемеха. Каждая доска имеет ширину 10 дюймов и длину 2 фута. Задние концы находятся на расстоянии 2 футов друг от друга, скреплены перемычкой и надежно закреплены, как показано на рисунке. Лемех крепится к черенку садового плуга и используется как при вспашке почвы Этот плуг во много раз превосходит снеговую лопату по простоте использования и скорости. – Предоставлено доктором Дж. С. Бернеттом, Плимут, штат Огайо. |
Одним словом, я уверен, что концепция конструкторской идеи восходит, вероятно, к первому когда-либо напечатанному журналу, где какой-то редактор превратил «письмо в редакцию» в повторяющийся раздел издания.
Но какими бы ни были первоначальные истоки, концепция была и остается очень популярной.
Моя самая запоминающаяся конструкторская идея всех времен
Я не уверен в точной дате и не могу найти оригинал публикации или автора (возможно, какой-то читатель сможет сделать это), но самая запоминающаяся конструкторская идея, которую я когда-либо видел, была связана с обходом входного каскада микросхемы операционного усилителя с помощью пары полевых транзисторов с p-n переходом, образующих своего рода гибрид Франкенштейна – дискретный усилитель на микросхеме (Рисунок 2). Насколько я помню, идея датируется серединой 1980-х, плюс-минус десять лет.
 |
|
| Рисунок 2. | Моя любимая конструкторская идея, нарисованная по памяти. Умная идея использования всех внутренних выходных каскадов LM318 вместе с выбираемым пользователем входным каскадом оказалась универсальной и привлекательной для меня и других, и в последующие годы она использовалась еще много раз. |
На мой взгляд, это было идеальное сочетание возможности использовать любой входной интерфейс с упрощением всех выходных каскадов за счет использования остальных внутренних компонентов микросхемы LM318.
Я использовал эту концепцию один или два раза в испытательных стендах, потому что это было забавно, а National Semiconductor LM318 был очень приличным операционным усилителем для своего времени, способным установиться в 10-битной области менее чем за микросекунду. Мне также была знакома сборка 2N5912, представлявшая собой сдвоенный малошумящий полевой транзистор с малой емкостью в корпусе TO-100, которую я использовал в своих проектах [4]. Мы также покупали этот транзистор у National Semiconductor, так что, благодаря этой конструкторской идее, National Semiconductor, продавая LM318, продавала еще и 2N5912. Им следовало бы выплатить комиссионные автору оригинала.
Другим это тоже понравилось
Хотя я понятия не имею, кто придумал это первым, основная идея распространилась повсюду. В 1992 году компания National Semiconductor опубликовала руководство по применению 299: «Аудиоприложения линейных интегральных схем» [5]. В этом руководстве описывался малошумящий звуковой предусилитель для проигрывателя, в котором использовалась сверхсогласованная пара n-p-n транзисторов LM394 и усилитель LM318 (Рисунок 3).
 |
|
| Рисунок 3. | Для реализации конструкторской идеи National Semiconductor использовала в качестве входного каскада свою суперсогласованную пару LM394. |
Затем, в 1986 году, компания Linear Technology опубликовала идею Джима Уильямса (Jim Williams) в руководстве по применению 21 [5]. В нем Джим предложил идею сдвоенного полевого транзистора; там, где для минимизации дрейфа я занимался подбором полевых транзисторов, Джим для обнуления дрейфа добавленных внешних транзисторов использовал усилитель в топологии Голдберга [6, 7] (Рисунок 4).
 |
|
| Рисунок 4. | Идея Джима Уильямса, предложенная в 1986 году. Здесь Джим расширил идею, чтобы снизить дрейф за счет использования топологии Голдберга. |
Идея обхода входного каскада операционного усилителя может использоваться и в сочетании с другими операционными усилителями, такими как классический аудио усилитель NE5534. Для своего времени это была повсеместно популярная концепция, которая привлекла внимание многих, а не только мое.
Заключение
Однажды я работал у одного человека, который посоветовал мне писать наши инструкции по эксплуатации интерактивно, то есть вовлекать пользователей так, чтобы они чувствовали себя частью процесса. Я думаю, что именно это и сделала моя любимая конструкторская идея; она привлекла разработчика к участию в процессе, и не просто к использованию операционного усилителя, но к его расширению и настройке по своему вкусу.
Во всяком случае, концепция конструкторской идеи, как говорится, «стара как мир» и в ближайшее время никуда не денется.
Я также уверен, что многие идеи, которые я видел с детства, оказывали непосредственное влияние на мои проекты и практику работы на протяжении многих лет, даже если я не мог прямо указать источник этих идей (Рисунок 5).
 |
|
| Рисунок 5. | Многие из наших подходов к проектированию и производству основаны на конструкторских идеях, которые мы видели в прошлом. На обложке журнала лиги ARRL «Hints and Kinks» за 1974 год была отличная идея о том, как точно просверлить шасси. Я и сегодня делаю это так же. |
«Если я и видел дальше, то только стоя на плечах гигантов».
Сэр Исаак Ньютон, 1675 год
Ссылки
- QST Magazine, American Radio Relay League.
- Корни происхождения слова «хитрости» как простой «идеи» находятся в машиностроении, охоте, рыбалке и т. д. и восходят к началу 1900-х годов, где можно найти множество публикаций, использующих этот термин.
- Popular Mechanics, Page 129, January 1914.
- “Audio Applications of Linear Integrated Circuits”, AN-299, National Semiconductor Corporation, 1982.
- Jim Williams, “Composite Amplifiers”, Application Note 21, Linear Technology Corporation, 1986.
- Goldberg, et.al. Patent.
- В первой опубликованной мною конструкторской идее также использовался принцип усилителя Голдберга: «Объединение усилий BIFET ОУ и биполярного ОУ для низкого дрейфа и быстрого нарастания», 400 Ideas For Design, Vol 4, 1980, Hayden Book Co.
Купить LM318 на РадиоЛоцман.Цены
