CMOS 器件具有大輸入阻抗，輸入電流約為 0.01nA。添加反饋電路可以產(chǎn)生一個(gè)類似鎖存器的設(shè)備，該設(shè)備可用于存儲(chǔ)位，并且還可以在更模擬的模式下運(yùn)行，如本設(shè)計(jì)理念所示，它可以精確定位電線斷裂的位置。
    首先讓我們看一下 CMOS 門作為存儲(chǔ)設(shè)備的使用。圖 1 顯示了一位透明鎖存器。單個(gè) CD4069 十六進(jìn)制反相器可以構(gòu)成 3 位鎖存器，或者如果使用 CD4050 十六進(jìn)制緩沖器，則可以構(gòu)成 6 位鎖存器。在反相器的情況下，一對(duì)門形成一個(gè)存儲(chǔ)單元。一個(gè)門通過一個(gè)大電阻反饋另一個(gè)門的反相輸出。

    圖 1  使用普通 CMOS 門的透明鎖存器。輸入的數(shù)據(jù)是“D”，使能是“E”。
    輸入端還包含一個(gè)小電容器，可提供抗噪性（電源或輸入端）。它還有助于為輸入信號(hào)設(shè)置時(shí)序約束。晶體管用于將數(shù)據(jù)鎖存到存儲(chǔ)單元中。NPN晶體管的發(fā)射極用于提供數(shù)據(jù)，其基極端子用于控制其傳輸?shù)絾卧妮斎攵?。?shù)據(jù)被施加到 D，一個(gè)短的正脈沖被施加到 E。在由 RC 時(shí)間常數(shù)確定的時(shí)間內(nèi)，該數(shù)據(jù)被復(fù)制到存儲(chǔ)單元中?；诜聪嚅T的存儲(chǔ)單元可以提供非反相和反相輸出，而非反相門僅提供非反相輸出。反饋電阻器也可以是反向偏置二極管，因?yàn)闁艠O的輸入阻抗非常高。反向偏置二極管傳導(dǎo) 1nA 量級(jí)的電流，
    在某處有斷口的一束電線中，雖然很容易判斷是否有斷口，但很難確定其位置。使用上面討論的存儲(chǔ)單元，我們將探索一種檢測(cè)這種中斷的方法。
    圖2a中，斷線與導(dǎo)線穿過的長(zhǎng)度為1-3cm的檢測(cè)器圓柱體形成電容，對(duì)G5的輸入電容(C i ~10pF)充電。圓柱體/電線配置可以具有幾 pF 或更小數(shù)量級(jí)的電容。因此，要在 G5 的輸入端存儲(chǔ)所需的電荷量，需要一個(gè)大電壓。斷線的兩端連接到 ~30V 振幅的異相方波。從示意圖上看，我們有一個(gè) ~1pF 和 ~10pF 的電容器串聯(lián)組合，由 30V 的電位差充電（圖 2b）。要切換柵極，其輸入電容 C i上的電壓 應(yīng)按 V T的數(shù)量級(jí)變化，其輸入邏輯閾值電壓。盡管電源電壓為 25-35V，但柵極的工作電壓僅為 3V。CD4069/40106 的 3V 電源意味著 V T 大約為 1.5V。盡管兩個(gè)電容器的電荷相同，但它們的電壓相差 10 倍——如果柵極輸入電容器 Ci充電 至 ~1.5V，則線柱電容器 C T 充電至~15V。因此，25-35V 的電源是產(chǎn)生方波信號(hào)施加到測(cè)試線兩端的不錯(cuò)選擇。

    圖 2   使用 CMOS 存儲(chǔ)單元的斷線檢測(cè)器示意圖（虛線框所示）。如果使用 CD40106，振蕩器（施密特輸入）只需要一個(gè)門。可以將額外的柵極與存儲(chǔ)單元 G5 和 G6 串聯(lián)，以形成完全獨(dú)立的 LED 驅(qū)動(dòng)器。如果需要，可以直接使用雙色 LED，因?yàn)?LED 的方向可以同時(shí)反轉(zhuǎn)。建議使用明亮的 LED 和至少 30V 的電源。也可以在 Q3 的基極使用電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)來獲得 3V 電源。當(dāng)管子越過裂縫時(shí)，LED 的光會(huì)翻轉(zhuǎn)。需要注意的是，某些版本的 CD4069 可能由于 V T值較低而無法作為非穩(wěn)態(tài)器件正常工作。
    使用門 G1-G4 生成方波。G3 和 G4 的輸出反相控制 Q1 和 Q2。門 G5 和 G6 形成存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)到達(dá)輸入的邏輯狀態(tài)。LED 指示所選非穩(wěn)態(tài)階段的內(nèi)存內(nèi)容（此處為 G4 的輸出）。當(dāng)管子穿過斷口時(shí)，LED 會(huì)改變狀態(tài)。

    圖 3  這顯示了 LED 如何響應(yīng)套管位置。

    圖 4  建議的多芯電纜連接。