钳位概述

高精度运算放大器可让系统设计人员能在调理信号（放大、滤波和缓冲）的同时保持原始信号的精度。当信息包含在变动极小的信号中时，信号路径上的运算放大器在工作时具有极低的直流和交流误差性能就显得极为必要。总系统精度取决于信号路径的精度保持程度。在某些应用中，可能出现电源电压以外的电压驱动运算放大器输入的情况——这种情况称为过压情况。长时间（甚至短时间内）的过量输入电流——如果电流足够高——便可能会损坏运算放大器。面对这种可能性，系统设计人员通常会在放大器输入端添加一个过压保护(OVP)电路。因此，难就难在引入OVP电路的同时不增加误差（损失系统精度）。

钳位：一种经典的过压保护技术

图1所示是一种OVP（过压保护）的常用方法。当输入信号(VIN)幅度超过电源电压之一加上二极管正向电压，则二极管（DOVPP或DVPN）将会正向偏置，电流将流至供电轨，过量电流可能会损坏运算放大器。本应用中，我们使用了ADA4077——一款精度极高的运算放大器，最大电源范围为30V（或±15V）。钳位二极管是1N5177肖特基二极管，因为它们的正向导通电压等于大约0.4V，这比运算放大器输入静电放电(ESD)保护二极管的正向导通电压低；因此，钳位二极管将在ESD二极管之前开始传导电流。过压保护电阻ROVP限制了流过钳位二极管的正向电流，使其保持在最大电流额定值以下，防止受到过量电流的损害。使用反馈环路电阻RFB是因为，同相输入上的任何输入偏置电流都会流过ROVP而产生输入电压误差——增加RFB值可消除误差，因为它会在反相输入端产生一个相似的电压。

钳位电压是指限制电压。这个限制的对象，可以是需要过压保护的对象，譬如开关电源中的MOS管，需要一个钳位网络来限制D、S极间电压，保护MOS不被损坏。

钳位电路（clampingcircuit）是将脉冲信号的某一部分固定在指定电压值上，并保持原波形形状不变的电路。

钳位电路经常用于各种显示设备中。在示波器和雷达显示器中用钳位电路使扫描信号的直流分量得到恢复，以解决扫描速度改变时所引起的屏幕上图像位置移动问题。在电视系统中用钳位电路使全电视信号的同步脉冲顶端保持在固定的电压上，以克服由于失去直流分量或干扰等原因造成的电平波动，从而实现电视同步信号的分离。 2100433B

将某点的电位输出限制在规定的电位以下的输出，叫做钳位输出。

实施这个措施的电路叫做钳位电路。2100433B

钳位法（voltage clamp）在神经等的膜电位保持在任意水平上的状态下，测定其膜电流的方法，首由霍奇金和赫胥黎（A． L．Hodgkin、A．F．Haxley 1950—52）应用于乌贼的巨大轴突，这对动作电位发生机制的阐明作出了很大贡献。

神经纤维的等效回路，被表示为由电容、电动势、电阻等组成的元件通过沿长轴的电阻多次连接而成，但当脉冲经过它传导时，细胞内电位随着时间和距离一起变化，动作电流也随时间变化的同时而流过所有这些元件。钳位法就是使这些情况进行简化的一种方法，为此，首先把金属丝插入轴突内部，使之没有电流沿长轴方向流动（所谓空间钳位轴突space clamped axon），其次用反馈放大器把神经膜电位钳制在任意水平上，防止神经活动时内部电位变化。膜电位水平的改变在一瞬间进行，在这一瞬间电流通过膜电容，但以后便只有离子电流，其大小和时间过程等很容易观察。如所周知，在使膜保持中度去极化水平时，膜上首先出现一过性的内向电流（Na 电流），接着是维持长时间的外向电流（K 电流）。2100433B