钳位电路（三）

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v_i=V_msin(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V_C(0)=0，二极管D是理想的。则当时间t由0时刻增至T/4时，v_i达到其峰值V_m，电容的电压也被充至峰值V_m。随之，v_i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V_m不变。因而可得输出电压v_o=-v_c+v_i=-V_m+V_msin(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-V_m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。