Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Sample-and-Hold-Schaltung

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Sample-and-Hold-Schaltung im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Standardkonfiguration bis Schwerlastanforderung eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Sample-and-Hold-Schaltung wird durch die Baugruppe aus Abtastschalter und Haltekondensator beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Eine elektronische Schaltung, die ein analoges Spannungssignal zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst und für die weitere Verarbeitung hält.

Technische Definition

Eine Sample-and-Hold-Schaltung ist eine grundlegende Komponente in Analog-Digital-Umsetzungssystemen, insbesondere innerhalb eines Analog-Digital-Wandler (ADC)-Chips. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den momentanen Wert eines kontinuierlich variierenden analogen Eingangssignals vorübergehend zu speichern. Dieser 'eingefrorene' Spannungspegel wird dann dem Quantisierer des ADC zur Umwandlung in einen stabilen digitalen Wert präsentiert. Indem die Schaltung das Signal während des Umwandlungsprozesses konstant hält, verhindert sie, dass Signaländerungen die Messung verfälschen, und gewährleistet so die Genauigkeit. Die Schaltung arbeitet in zwei Phasen, die von einem Taktsignal gesteuert werden. In der 'Abtastphase' schließt ein Schalter (typischerweise ein MOSFET) und verbindet den Eingang mit einem Speicherkondensator, der sich auf die momentane Eingangsspannung auflädt. In der 'Haltephase' öffnet der Schalter und isoliert den Kondensator. Ein Operationsverstärker in Spannungsfolger-Konfiguration liest dann die gehaltene Spannung vom Kondensator mit hoher Eingangsimpedanz aus und gibt sie aus, wobei der gespeicherte Pegel für den Umwandlungszyklus des ADC aufrechterhalten wird. Die Schaltung wird typischerweise auf einem Siliziumsubstrat unter Verwendung von Halbleiterherstellungsprozessen hergestellt, mit Metallverbindungen, Siliziumdioxid als Isolator und einer Polymer-Passivierungsschicht. Der Eingangsspannungsbereich ist eine wichtige Spezifikation, gemessen in Volt (V), die den Bereich analoger Signale angibt, den die Schaltung genau abtasten und halten kann. Für spezifische Anwendungen ist es wichtig, den genauen Eingangsspannungsbereich und andere Parameter mit dem rechtlichen Hersteller oder Lieferanten zu verifizieren, da diese Werte je nach Modell und beabsichtigter Verwendung variieren können. Die Sample-and-Hold-Schaltung ist eine kritische Komponente in vielen elektronischen Systemen, einschließlich Datenerfassungssystemen, digitalen Oszilloskopen und Kommunikationsgeräten, bei denen eine präzise Erfassung analoger Signale erforderlich ist.

Funktionsprinzip

Die Schaltung arbeitet in zwei Phasen, die von einem Taktsignal gesteuert werden. In der 'Abtastphase' schließt ein Schalter (typischerweise ein MOSFET) und verbindet den Eingang mit einem Speicherkondensator, der sich auf die momentane Eingangsspannung auflädt. In der 'Haltephase' öffnet der Schalter und isoliert den Kondensator. Ein Operationsverstärker in Spannungsfolger-Konfiguration liest dann die gehaltene Spannung vom Kondensator mit hoher Eingangsimpedanz aus und gibt sie aus, wobei der gespeicherte Pegel für den Umwandlungszyklus des ADC aufrechterhalten wird.

Hauptmaterialien

Silizium (Halbleitersubstrat) Metall (Verbindungsleitungen) Siliziumdioxid (Isolator) Polymer (Passivierung)

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Abtastschalter
    Ein schneller elektronischer Schalter (z.B. MOSFET), der das Eingangssignal während der Abtastphase mit dem Haltekondensator verbindet und während der Haltephase trennt.
    Material: Silizium (MOSFET)
  • Haltekondensator
    Ein hochwertiger Kondensator, der die abgetastete analoge Spannungsladung speichert, wenn der Schalter geöffnet ist, und den Spannungspegel für den ADC aufrechterhält.
    Material: Silizium (MOS-Kondensator) oder Metall-Isolator-Metall (MIM)
  • Pufferverstärker
    Ein Operationsverstärker, der als Spannungsfolger (Verstärkung 1) konfiguriert ist. Er bietet dem Haltekondensator einen hohen Eingangswiderstand, um Belastung und Spannungsabfall zu minimieren, und liefert die gehaltene Spannung mit niedriger Ausgangsimpedanz an den ADC.
    Material: Silizium (Bipolar- oder CMOS-Transistoren)

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Takt-Jitter übersteigt 100 ps RMS Abtastzeitunsicherheit verursacht >0,1 % Signalverzerrung Quarzoszillator mit niedrigem Phasenrauschen (1 ps RMS Jitter), angepasste Leiterbahnführung
Dielektrische Absorption (DA) des Haltekondensators >0,01 % Signaldroop-Rate >1 mV/ms während der Haltephase Polystyrol- oder Polypropylen-Kondensatoren mit DA <0,01 %, Schutzring-Isolierung

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
±15 VDC mit 0,1-100 kHz Abtastfrequenz, 10 pF-10 nF Haltekapazität
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Eingangsspannung über ±18 VDC führt zur Op-Amp-Sättigung, Leckstrom des Haltekondensators übersteigt 1 nA bei 25 °C
Dielektrischer Durchschlag im Haltekondensator bei >50 VDC, Ladungsinjektion von MOSFET-Schaltern (typischerweise 0,1-10 pC pro Schaltvorgang)
Fertigungskontext
Sample-and-Hold-Schaltung wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:N/V (elektronische Schaltung, nicht fluidisch)
Durchflussrate:N/V (elektronische Schaltung, nicht fluidisch)
Betriebstemperatur:-40 °C bis +125 °C (Betriebsbereich für typische ICs)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Analoge Spannungssignale (0-10 V-Bereich)Niederohmige SensorausgängeAudiosignale (DC-20 kHz)
Nicht geeignet: Hochfrequente HF-Signale (>100 MHz) oder Umgebungen mit starker elektromagnetischer Störung
Auslegungsdaten
  • Signalfrequenzbandbreite (Hz)
  • Erforderliche Erfassungszeit (Sekunden)
  • Haltedauer (Sekunden)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Haltekondensator-Leckage oder Degradation
Ursache: Alterung von Elektrolytkondensatoren, Dielektrikum-Durchschlag oder Kontamination, die zu Ladungsverlust und ungenauer Spannungshaltung führt
Schalttransistor-Ausfall oder Signalverzerrung
Ursache: MOSFET/BJT-Degradation durch Überspannung, thermische Belastung oder Überschreitung der spezifizierten Schaltfrequenz, was zu schlechter Abtastgenauigkeit führt
Wartungsindikatoren
  • Hörbare Hochfrequenzoszillation oder Brummen aus der Schaltung, die auf instabiles Schalten oder Rückkopplungsprobleme hinweisen
  • Visuelle Ausgangsdrift oder inkonsistente Anzeigen auf Überwachungsgeräten, die eine schlechte Haltegenauigkeit oder Abtastfehler zeigen
Technische Hinweise
  • Verwendung hochwertiger, niedrigleckender Kondensatoren mit geeigneten Spannungsfestigkeiten und Implementierung periodischer Kalibrierung zur Kompensation von Bauteilalterung
  • Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Wärmeableitung für Schaltkomponenten, Aufrechterhaltung einer sauberen Netzfilterung und Einhaltung spezifizierter maximaler Abtastraten, um Transistorstress zu verhindern

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
DIN EN 61000-4-4 Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)CE-Kennzeichnung (EU-Richtlinie 2014/35/EU Niederspannungsrichtlinie)
Fertigungsgenauigkeit
  • Halte-Schritt-Einschwingzeit: +/- 0,5 % des spezifizierten Wertes
  • Apertur-Jitter: +/- 1 ps RMS
Qualitätsprüfung
  • Dynamischer Leistungstest (SINAD/THD-Analyse)
  • Leckstrommessung (Entladerate des Haltekondensators)

Hersteller von Sample-and-Hold-Schaltung

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was ist die Hauptfunktion einer Sample-and-Hold-Schaltung?

Die Hauptfunktion besteht darin, die momentane Spannung eines analogen Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erfassen und für einen Zeitraum konstant zu halten, sodass ein ADC sie ohne Fehler durch Signaländerungen in einen digitalen Wert umwandeln kann.

Wie arbeitet die Sample-and-Hold-Schaltung?

Sie arbeitet in zwei Phasen: Abtasten und Halten. In der Abtastphase schließt ein Schalter, sodass ein Kondensator auf die Eingangsspannung aufgeladen wird. In der Haltephase öffnet der Schalter, isoliert den Kondensator, und ein Operationsverstärker gibt die gehaltene Spannung mit hoher Eingangsimpedanz aus.

Welche Bedeutung hat die Spezifikation des Eingangsspannungsbereichs?

Der Eingangsspannungsbereich, gemessen in Volt, definiert den minimalen und maximalen analogen Signalpegel, den die Schaltung genau abtasten und halten kann. Das Überschreiten dieses Bereichs kann zu ungenauen Abtastungen oder Schäden führen. Überprüfen Sie immer den Bereich für Ihr spezifisches Modell.

Welche Materialien werden typischerweise in einer Sample-and-Hold-Schaltung verwendet?

Häufige Materialien sind Silizium als Halbleitersubstrat, Metall für Verbindungen, Siliziumdioxid als Isolator und Polymer für die Passivierung. Diese sind in der integrierten Schaltungsfertigung Standard.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
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Keine Provision, kein Zwischenhändler
CNFX ist ein Verzeichnis. Wir nehmen keinen Anteil an Aufträgen und verhandeln nicht im Namen eines Lieferanten.
Was wir nicht zusichern
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