夹钳电路

下图中的电路称为夹钳 或 DC 恢复器 .对应的网表也在下图中。与在其平均直流电平（通常为 0V）附近摆动的电容耦合信号相比，这些电路将波形的峰值钳位到特定的直流电平。如果从钳位器中移除二极管，则默认为一个简单的耦合电容器——没有钳位。

什么是钳位电压？

什么是钳位电压？而且，哪个峰被钳住了？在下图 (a) 中，钳位电压为 0 V，忽略二极管压降，（更准确地说是 0.7 V，Si 二极管压降）。

钳位电路工作分析

在下图中，V(1) 的正峰值被钳位到 0 V (0.7 V) 钳位电平。为什么是这样？在第一个正半周期，二极管将电容器左端充电至 +5 V (4.3 V)。这是 V(1,4) 右端的 -5 V (-4.3 V)。

请注意下图 (a) 中电容器上标记的极性。电容器的右端相对于地为 -5 V DC (-4.3 V)。它还有一个交流 5 V 峰值正弦波，从源 V(4) 耦合到节点 1。两者之和是一个 5 V 峰值正弦波，电压为 - 5 V DC (-4.3 V)。如果峰值 V(4) 超过电容器上的电荷，则二极管仅在源 V(4) 的连续正偏移上导通。这仅在电容器上的电荷因负载而耗尽时发生，未显示。电容器上的电荷等于 V(4) 的正峰值（二极管压降小于 0.7）。位于负端、右端的 AC 向下移动。由于二极管在正峰值上导通，波形的正峰值被钳位到 0 V (0.7 V)。

钳子：(a) 正峰钳位至 0 V。(b) 负峰钳位至 0 V。(c) 负峰钳位至 5 V。

*SPICE 03443.eps V1 6 0 5 D1 6 3 二极管 C1 4 3 1000p D2 0 2 二极管 C2 4 2 1000p C3 4 1 1000p D3 1 0 二极管 V2 4 0 SIN（0 5 1k 模型） tran 0.01m 5m .end 

V(4) 源电压 5 V 峰值用于所有钳位器。 V(1) 钳位器输出来自上图 (a)。 V(1,4) 图（a）中电容器上的直流电压。图 (b) 中的 V(2) 钳位器输出。图 (c) 中的 V(3) 钳位器输出。

假设二极管的极性如上图（b）所示反转？二极管在源 V(4) 的负峰值上导通。负峰值被钳位到 0 V (-0.7 V)。见上图中V(2)。

钳位器的最一般实现如上图 (c) 所示，二极管连接到直流参考。在电源的负峰值期间，电容器仍在充电。请注意，交流电源和直流参考的极性是串联辅助的。因此，电容器充电至两者之和，即 10 V DC (9.3 V)。耦合电容器两端的 5 V 峰值正弦波产生上图 V(3)，即电容器上的电荷和正弦波的总和。负峰值似乎被钳位到 5 V DC (4.3V)，即直流钳位参考值（二极管压降更小）。

描述直流钳位参考从 5 V 变为 10 V 时的波形。钳位波形将向上移动。负峰值将被钳位到 10 V (9.3)。假设正弦波源的幅度从 5 V 增加到 7 V？负峰值钳位电平将保持不变。但是，正弦波输出的幅度会增加。

钳位电路作为直流恢复器

钳位电路的一个应用是在电视发射机和接收机的“复合视频”电路中作为“直流恢复器”。 NTSC（美国视频标准）视频信号“白电平”对应于最小 (12.5%) 传输功率。视频“黑电平”对应高电平（发射功率的75%。有一个“黑电平”对应于分配给同步信号的100%发射功率。NTSC信号包含视频和同步脉冲。

复合视频的问题在于其平均 DC 电平随场景、暗与亮而变化。视频本身应该会有所不同。但是，同步必须始终在 100% 达到峰值。为了防止同步信号随场景变化而漂移，“DC 恢复器”将同步脉冲的顶部钳位到与 100% 发射机调制相对应的电压。 [空中交通管制]

评论：

• 电容耦合信号在其平均直流电平 (0 V) 上交替变化。
• 钳位器输出的信号似乎有一个峰值被钳位到直流电压。示例：负峰值被钳位到 0 VDC，波形似乎向上移动。二极管的极性决定了钳位哪个峰值。
• 钳位器或直流恢复器的一个应用是将复合视频的同步脉冲钳位到对应于 100% 发射机功率的电压。

相关工作表：

• 限幅器和钳位电路工作表