二极管的简单应用之一――钳位电路

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二极管的简单应用之一――钳位电路来源：华强电子网作者：华仔浏览：4855 时间：2016-08-10 14:18

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摘要：钳位电路（Clamping Circuit）跟前面所说的限幅电路不同，它的作用不是限制信号的电压幅值，而是把整个信号幅值进行直流平移。最后的输出波形与输入波形的形状不变，只是在输入信号的基础上增加了直流分量。该直流分量的大小取决于电路本身的具体参数。钳位电路的应用也很多，在我们家里的彩色电视机里有它的身影。在其中它起到恢复电视亮度信号的直流分量。稍微想一下，电视的信号肯定不是有规律的波形，那么钳

钳位电路（Clamping Circuit）跟前面所说的限幅电路不同，它的作用不是限制信号的电压幅值，而是把整个信号幅值进行直流平移。最后的输出波形与输入波形的形状不变，只是在输入信号的基础上增加了直流分量。该直流分量的大小取决于电路本身的具体参数。钳位电路的应用也很多，在我们家里的彩色电视机里有它的身影。在其中它起到恢复电视亮度信号的直流分量。稍微想一下，电视的信号肯定不是有规律的波形，那么钳位电路肯定不用知道确切的波形，就能把直流分量调出来。那么二极管在会充当什么角色呢？还是先来看看下图的二极管钳位电路：

以正弦信号为例：输入为vi=Vmsin(ωt)来分析该电路是如何钳位的。为了简单起见，设电容的初始电压VC(0)=0，二极管D是理想的。则当时间t由0时刻增至T/4时，vi达到其峰值Vm，电容的电压也被充至峰值Vm。随之，vi下降，很显然，二极管处于反偏截至状态，电容的电压没有地方放电，只能保持Vm不变。因而可得输出电压vo=-vc+vi=-Vm+Vmsin(ωt)。由此可见，输出电压被钳住了，输出与输入的波形相同，不同的只是输出波形进行了-Vm的直流平移。下图是上图仿真结果的波形图的比较：

正弦波形

三角波形对上面的波形图说明一下：红色为输入波形，黑色为输出波形。大家可能有疑问了。根据上面的原理分析这不对啊！不是反了吗？对！是反了！不过不是我说反了，而是我把二极管接反了。这就对了！二极管的方向只是影响直流平移的方向而已。也就是正移和负移。看看二极管又是功不可没啊！大家可以从上面波形图看到，输出的波形相对输入波形抬高了，即多加了一个直流分量，两者的波形形状没有发生变化。这也就完成了钳位功能。转载请保留：本文转自：静心杨飞 || http:/// 本文链接地址：http:///archives/137 钳位电路 (1)功能：将输入讯号的位准予以上移或下移，并不改变输入讯号的波形。 (2)基本元件：二极管D、电容器C及电阻器R（直流电池VR）。 (3)类别：负钳位器与正钳位器。 (4)注意事项 D均假设为理想，RC的时间常数也足够大，不致使输出波形失真。任何交流讯号都可以产生钳位作用。负钳位器 (1)简单型

工作原理 Vi正半周时,DON,C充电至V值,Vo=0V。 Vi负半周时，DOFF，Vo=－2V。 (2)加偏压型

工作原理 Vi正半周时，二极管DON，C被充电至V值（左正、右负），Vo=+V1(a)图或－V1(b)图。 Vi负半周时，二极管DOFF，RC时间常数足够大，Vo=VC+Vi（负半周）=2V。几种二极管负钳位器电路比较

正钳位器 (1)简单型

工作原理 Vi负半周时，DON，C充电至V值（左负、右正），Vo=0V。 Vi正半周时，DOFF，Vo=VC+Vi（正半周） =2V。 (2)加偏压型

判断输出波形的简易方法 1 由参考电压V1决定输出波形于坐标轴上的参考点。 2 由二极管D的方向决定原来的波形往何方向移动，若二极管的方向为

，则波形必须向上移动；若二极管的方向为

，则波形必须往下移动。 3 决定参考点与方向后，再以参考点为基准，将原来的波形画于输出坐标轴上，即为我们所求。几种二极管正钳位器电路比较

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