以下是NG板接觸感知電路的原理圖。兩極分別為P3和P4S，電壓值P4S < P3。
電路結構分兩部分，第一部分對輸入電壓進行分壓+鉗位。后級電路使用LM113比較器芯片進行電壓比較，輸出ST接觸感知信號。
鉗位電路輸出特性分析
輸出電壓變化趨勢： 在P4S輸入電壓（-120…+40V）范圍內，輸出電壓 V P 4 S _ i n V_{P4S\_in} VP4S_in? 呈現出典型的分段線性鉗位特性。如圖所示，可以劃分為三個區段：
- 負鉗位區：當P4S電壓低于約 -21V 時，負向鉗位二極管導通，輸出被鉗位在負電源-15V 再加上二極管正向壓降（約0.7V）處，即約 -15.7V。此時無論P4S再繼續減小，輸出基本保持不變。根據二極管鉗位原理，當二極管導通時電壓將被限制在其導通壓降附近。
- 線性分壓區：當P4S在約 -21V 到 +21V 之間時，兩只鉗位二極管均截止，輸出端只受R29、R30分壓影響。此時輸出電壓為輸入電壓的固定比例： V P 4 S _ i n = R 30 R 29 + R 30 × P 4 S = 15 k Ω 5.1 k Ω + 15 k Ω ≈ 0.746 × P 4 S . V_{P4S\_in} = \frac{R_{30}}{R_{29}+R_{30}}\times P4S = \frac{15kΩ}{5.1kΩ+15kΩ} \approx 0.746 \times P4S. VP4S_in?=R29?+R30?R30??×P4S=5.1kΩ+15kΩ15kΩ?≈0.746×P4S. 也即輸出電壓隨P4S線性變化，斜率約0.746。
- 正鉗位區：當P4S超過約 +21V 時，正向鉗位二極管開始導通，將輸出鉗位在+15V 加二極管壓降（≈+15.7V）。此時無論P4S再增大，輸出電壓基本穩定在約 +15.7V 附近。
上述區間的分界點可由簡單分壓計算得出：設鉗位導通時輸出約為±15.7V，代入分壓公式 15.7 = 0.746 × P 4 S 15.7 = 0.746\times P4S 15.7=0.746×P4S，解得P4S≈±21.0V，從而確定鉗位與線性區的分界。
關鍵點輸入/輸出電壓對照
| P4S輸入電壓 (V) | 所在區段 | V P 4 S _ i n V_{P4S\_in} VP4S_in? 計算 / 結果 (V) |
|---|---|---|
| –120 | 負鉗位區 | ≈ –15.7（飽和鉗位） |
| –80 | 負鉗位區 | ≈ –15.7（飽和鉗位） |
| –40 | 負鉗位區 | ≈ –15.7（飽和鉗位） |
| 0 | 線性分壓區 | 0.746 × 0 = 0.00 0.746\times0 = 0.00 0.746×0=0.00 |
| 20 | 線性分壓區 | 0.746 × 20 ≈ 14.92 0.746\times20 ≈ 14.92 0.746×20≈14.92 |
| 40 | 正鉗位區 | ≈ +15.7（飽和鉗位） |
以上表格列出典型輸入值下的輸出電壓。可以看到，當P4S在分壓區（-21V~+21V）內時，輸出等于輸入×0.746；而當輸入超過±21V時，輸出均被限制在大約±15.7V 附近。
分壓區電壓計算表
| P4S 輸入電壓 (V) | 計算公式 | V_P4S_in 輸出電壓 (V) |
|---|---|---|
| –21 | 0.746 × (–21) | –15.666 |
| –20 | 0.746 × (–20) | –14.920 |
| –15 | 0.746 × (–15) | –11.190 |
| –10 | 0.746 × (–10) | –7.460 |
| –5 | 0.746 × (–5) | –3.730 |
| 0 | 0.746 × 0 | 0.000 |
| +5 | 0.746 × 5 | +3.730 |
| +10 | 0.746 × 10 | +7.460 |
| +15 | 0.746 × 15 | +11.190 |
| +20 | 0.746 × 20 | +14.920 |
| +21 | 0.746 × 21 | +15.666 |
鉗位區與線性區邊界說明
從電路分析可知，輸出鉗位發生在輸入電壓使得分壓后的節點達到±（15V+0.7V）時。計算方式如下：當輸出正向鉗位閾值時，有
0.746 × P 4 S 閾 = 15.7 ? P 4 S 閾 ≈ + 21.0 V , 0.746\times P4S_{閾} = 15.7 \quad\Rightarrow\quad P4S_{閾} \approx +21.0\text{ V}, 0.746×P4S閾?=15.7?P4S閾?≈+21.0?V,
當輸出負向鉗位閾值時，
0.746 × P 4 S 閾 = ? 15.7 ? P 4 S 閾 ≈ ? 21.0 V . 0.746\times P4S_{閾} = -15.7 \quad\Rightarrow\quad P4S_{閾} \approx -21.0\text{ V}. 0.746×P4S閾?=?15.7?P4S閾?≈?21.0?V.
因此，大約在P4S = ±21V處發生鉗位翻轉邊界。線性分壓區間是兩個邊界之間（≈–21V 到 +21V），在該區間輸出隨輸入線性變化；鉗位區位于區間之外，輸出幾乎飽和于鉗位電壓±15.7V。這些現象符合二極管鉗位電路原理：當二極管正向導通時，輸出電壓被鎖定在二極管導通壓降附近，而當二極管截止時，輸出電壓按電阻分壓規律變化。
輸出特性曲線趨勢
綜合上述分析，可繪制出輸出電壓隨輸入變化的典型特性曲線：當P4S從-120V開始增加時，輸出先穩定在-15.7V（負鉗位），直到P4S增至約-21V時，二極管截止，此后輸出隨輸入線性上升（斜率≈0.746），經過P4S=0V時輸出為0V，繼續上升到P4S約+21V時達到+15.7V；超過+21V后，輸出再被鉗位在+15.7V附近（正鉗位）。這種“平頂加線性升降加平底”的形狀正是鉗位分壓電路的電壓傳輸特性。下表和示意圖直觀展示了這一變化規律（圖中紅線為輸出與輸入的對應關系）：
表格和以上分析清晰地表明：輸出電壓在輸入超過±21V時被鉗制在接近±15.7V（由電源±15V加上二極管約0.7V的導通壓降決定），而在中間區間則按約0.746的比例線性變化。此結果符合二極管鉗位與分壓電路的理論預期。
參考二極管鉗位電路的基本原理和分壓公式進行計算和分析。
