两种类型的放大都很容易实现。个是单位增益放大，需要电压跟随器，或者如果不需要缓冲，则需要 PCB 走线；当输入信号的幅度或多或少在设备其他信号处理电路的功能范围内时，这种方法会产生奇迹。第二种是固定增益放大，需要一个运算放大器和两个电阻。如果输入信号的幅度相当恒定，或者下游电路具有良好的动态范围，则固定增益方法可能就足够了。
然而，在某些情况下，设计需要一个对输出信号施加限制的放大器。我的意思是：对于小输入信号，增益是某个值。随着输入幅度的增加，该增益或多或少保持不变，这很好——也许下游电路可以容忍相当宽的输入幅度范围。但在某些时候，放大器需要停止放大，因为如果输入幅度超过某个阈值，下游组件将表现不佳（或者可能根本不表现）。以这种方式工作的放大器称为限制器，因为它还通过将非线性响应纳入其传递函数来限制输出幅度。
应用领域
上一段解释了限制器的一般应用。它基本上是实现自动增益控制(AGC)的一种更直接的方法，尽管限制器不称为 AGC 电路，并且有充分的理由 — AGC 使用反馈来确保输出信号始终具有一定的幅度，而限制器仅确保输出不超过一定幅度。尽管如此，总体思路是相似的：提供放大的输出，对于可能的输入幅度的整个范围，该输出保持在下游电路的动态范围内。此类应用的一个具体示例是 RF 接收器电路，其中使用限制器来保护敏感的低噪声放大器免受意外高幅度信号的影响。
限制器的一个不太明显但仍然很重要的应用是在模拟振荡器电路中。如果您读过负反馈系列，您就会知道负反馈会导致电路变得不稳定。换句话说，如果反馈网络设计不当，输入的变化可能会导致输出振荡幅度增大，直到放大器饱和。
但是如果我们想要一个振荡器而不是放大器怎么办？那么，理论上可以创建一个具有完美边际稳定性的放大器，这样输出就会表现出持续的振荡。但这在现实生活中行不通，因为电路或外部环境中的某些东西会发生轻微变化并“倾斜平衡”，导致振荡要么减少到零，要么增加到饱和。限制器可用于克服设计可靠振荡器的这一严重障碍：初始平衡有意向有利于向饱和增加的情况倾斜，但限制器会随着幅度增加而降低环路增益，从而产生稳定的振荡。
这里是：
首先让我们看看该电路是如何工作的。我们在这里只介绍基本概念；您可以通过模拟更详细地探索该功能。非线性幅度控制是通过结合二极管的非线性电流-电压特性来实现的（毫不奇怪）。当输出电压较低时，两个二极管都反向偏置。这意味着我们可以分析电路，就好像它们不存在一样，当我们这样做时，我们看到限制器只是一个典型的反相运算放大器，在输出和电源电压之间连接了一些电阻器。正如预期的那样，只要输出不高或低到足以激发其限制功能，限制器就只是一个普通放大器。
然而，随着输出增加，D2 阳极的电压相对于运算放大器反相输入端子的电压开始增加。终二极管两端的电压将达到~0.6V，并且二极管将开始导通。当 D2 导通时，R F被旁路，运算放大器成为电压跟随器，换句话说，增益降低，输出幅度受到限制。下图显示了此行为。
输入电压下降，因此输出电压上升。 D2 阳极的电压也在增加，当输入电压达到约 –0.4V 时，D2 两端的电压足够高，足以使二极管开始导通。然后 D2 两端的电压趋于平稳，正如我们对正向偏置二极管所期望的那样。下图证实输出电压也趋于平稳。
二极管 D1 也会发生类似的过程。
设计细节
使用R F和R1设置非限制增益；正如您在上面的示意图中看到的，我的电路设置为非限制增益 10。下一个任务是建立正负电压限制。如果您思考该电路几分钟，您会发现 R4 和 R5 形成分压器，这样 D2 阳极电压（以及扩展的正极限电压）将取决于 R4 与 R5 的比率。类似地，D1 阴极电压（以及扩展的负极限电压）取决于 R3 与 R2 的比率。完整的方程（由微电子电路提供）如下：
$$负\极限=V_{SUPPLY_{NEG}}\frac{R3}{R2}-V_{DIODE}\left(1+\frac{R3}{R2}\right)$$
$$正\极限=V_{SUPPLY_{POS}}\frac{R4}{R5}+V_{DIODE}\left(1+\frac{R4}{R5}\right)$$
我计算了 +5V 和 –5V 限制的电阻值。下图显示电路按预期工作；不同的迹线是输入信号幅度范围从 0.1 V 到 1.1 V 的输出信号。我真的很欣赏从线性行为到限制行为的平滑过渡。
