Применительно к фармацевтическим препаратам термин «не по прямому назначению» означает (часто обнаруживаемое) практическое и полезное применение лекарственного средства не для того, для чего оно было первоначально разработано. Это происходит и с электронными компонентами, такими как почтенный сдвоенный КМОП триггер CD4013B. Несмотря на то, что 4013 называется логическим элементом с двумя устойчивыми состояниями, он, тем не менее, обладает огромным нестандартным потенциалом в качестве аналогового компонента.
Например, вот как он работает в качестве компаратора емкости, показанного на Рисунке 1.
 |
|
| Рисунок 1. | Принципиальная схема с триггером CD4013B, используемым в качестве емкостного датчика влажности. |
Перекрестные соединения выходов Q триггера № 2 (выводы 12 и 13) с входами S/R (выводы 8 и 10) через соответствующие R, C и диодные цепи превращают его в RC-генератор с частотой порядка 100 кГц. Длительность T+ положительного полупериода колебаний («лог. 1» на выводе 13) определяется элементами R2 и C2, в то время как R1T (сопротивление верхней части подстроечного резистора) и CX (емкость датчика влажности) управляют длительностью T– отрицательного полупериода («лог. 0» на выводе 13).
Повышение влажности увеличивает CX, тем самым, увеличивая постоянную времени R1TCX и T–, и наоборот. Между тем, поскольку R1T связывает длительность импульса T– с линейно изменяющимся напряжением на CX и на входе S триггера № 2 (вывод 8), сопротивление нижней части подстроечного резистора (R1B) связывает его с очень похожим линейно изменяющимся напряжением на CREF и на входе S триггера № 1 (вывод 6).
Относительная разность постоянных времени R1TCX и R1BCREF составляет основу измерения емкости. Если R1TCX < R1BCREF, что указывает на то, что влажность ниже порога, установленного потенциометром R1, то линейно изменяющееся напряжение на выводе 8 пересечет логический порог и T– завершится раньше, чем это произойдет на выводе 6. Это позволит в конце T– сбросить триггер № 2 передним фронтом импульса на выводе 13, подтвердив установкой «лог. 1» на выводе 2, что CREF > CX.
И наоборот, если R1TCX > R1BCREF, то линейно изменяющееся напряжение первым пересечет порог на выводе 6, удерживая «лог. 1» на выводе 1 триггера и подтверждая, что CX > CREF.
Поскольку оба триггера находятся на одном кристалле, их соответствующие пороги входов S будут точно отслеживать друг друга при колебаниях температуры и напряжения питания, повышая точность и стабильность точки переключения.
Та же схема одинаково хорошо работает во многих других приложениях измерения емкости, например, в бесконтактном датчике положения/концевом выключателе (Рисунок 2).
 |
|
| Рисунок 2. | В бесконтактном датчике положения/концевом выключателе используется триггер CD4013B. |
Контроль уровня жидкости в резервуаре является еще одним подходящим приложением, так как емкость CX между жидкостью и изолированным зондом увеличивается с повышением уровня жидкости (Рисунок 3).
 |
|
| Рисунок 3. | Датчик уровня жидкости на основе CD4013B. |
