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 Versorgungsspannung bis Stromaufnahme eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

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

Eine elektronische Schaltung, die ein analoges Signal zu einem bestimmten Zeitpunkt abtastet und diesen Wert für die weitere Verarbeitung konstant hält.

Technische Definition

Eine Sample-and-Hold-Schaltung (S/H-Schaltung) ist eine Komponente in Analog-Digital-Wandlern (ADC). Sie erfasst die momentane Spannung eines kontinuierlichen analogen Signals zu einem präzisen Zeitpunkt und hält diese Spannung während des Wandlungsprozesses stabil, um Fehler durch Signaländerungen zu vermeiden. Die Schaltung arbeitet in zwei Phasen: In der Abtastphase schließt ein Schalter, sodass die Eingangsspannung einen Haltekondensator auflädt. In der Haltephase öffnet der Schalter, isoliert den Kondensator und bewahrt die abgetastete Spannung. Dadurch erhält der ADC eine konstante Eingangsspannung, was die Genauigkeit verbessert. Die S/H-Schaltung ist in Datenerfassungssystemen, Instrumentierung und Kommunikationsgeräten unverzichtbar. Sie wird typischerweise in CMOS- oder Bipolartechnologie realisiert, mit einem Polymerkondensator zur Ladungsspeicherung und einem Keramiksubstrat. Wichtige Parameter sind: Versorgungsspannung (5 V DC ±10%), Versorgungsstrom (2–10 mA), Eingangs- und Ausgangsspannungsbereich (0–5 V), Erfassungszeit (1–10 µs), Aperturverzögerung (10–50 ns), Aperturjitter (1–5 ps), Abfallrate (0,1–1 mV/ms), Einschwingzeit (2–20 µs), Eingangs-Offsetspannung (±0,5 bis ±5 mV) und Verstärkungsfehler (±0,01% bis ±0,1%). Der Betriebstemperaturbereich beträgt -40 bis 85 °C, der Lagertemperaturbereich -55 bis 125 °C, und das typische Gehäuse ist SOIC-8. Diese Werte sind Referenzbereiche und müssen für das jeweilige Modell und die Anwendung bestätigt werden. Normen wie IEC 60721-3-1 und JEDEC MS-012 dienen als Referenz für Umgebung und Gehäuse, implizieren jedoch keine Zertifizierung. Konsultieren Sie immer den Hersteller für genaue Spezifikationen und Konformität.

Funktionsprinzip

Die S/H-Schaltung arbeitet in zwei Phasen. In der Abtastphase schließt der Steuersignal den Schalter und verbindet den Eingang mit dem Haltekondensator. Der Kondensator lädt sich auf die Eingangsspannung auf und folgt dem analogen Signal. In der Haltephase öffnet der Schalter und trennt den Eingang. Der Kondensator behält seine Ladung und hält die Spannung auf dem letzten abgetasteten Wert. Diese gehaltene Spannung wird dann dem ADC zur Wandlung zugeführt. Der Schalter ist typischerweise ein CMOS-Transistor, und der Kondensator ist ein hochwertiger Polymertyp, um Leckagen zu minimieren. Die Aperturverzögerung ist die Zeit zwischen dem Haltebefehl und dem tatsächlichen Öffnen des Schalters, und der Aperturjitter ist die Unsicherheit dieser Verzögerung. Während des Haltens kann die Spannung durch Kondensatorleckage abfallen, was durch die Abfallrate charakterisiert wird. Die Erfassungszeit ist die Zeit, die der Kondensator benötigt, um sich auf die Eingangsspannung mit einer bestimmten Genauigkeit aufzuladen. Die Einschwingzeit ist die Zeit, bis der Ausgang nach der Erfassung stabil ist. Diese Parameter bestimmen die Leistung und Eignung für bestimmte Abtastraten und Genauigkeitsanforderungen.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Versorgungsspannung5 ±10% V DCOperating range for analog and digital sections
Stromaufnahme2–10 mADepends on output load and sampling rate
Eingangsspannungsbereich0–5 VWithin supply rails; beyond may cause clipping
Ausgangsspannungsbereich0–5 VHolds last sampled value
Erfassungszeit1–10 µsTime to settle to 0.01% of final value
Aperturverzögerung10–50 nsDelay from hold command to actual sampling
Aperturjitter1–5 psUncertainty in aperture delay
Droop Rate0.1–1 mV/msVoltage decay in hold mode
Einstellzeit2–20 µsTo 0.01% after acquisition
Eingangsoffsetspannung±0.5–±5 mVAffects accuracy
Verstärkungsfehler±0.01–±0.1 %Full-scale error
Betriebstemperaturbereich-40–85 °CErweiterter Bereich verfügbarIEC 60721-3-1
Lagertemperaturbereich-55–125 °CNon-operatingIEC 60721-3-1
GehäusetypSOIC-8Other packages availableJEDEC MS-012

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Halbleiter (CMOS/Bipolar) Polymerkondensator Keramiksubstrat

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Analogschalter
    Steuert die Verbindung zwischen Eingangssignal und Haltekondensator
    Material: CMOS/Bipolares Halbleitermaterial
  • Haltekondensator
    Speichert die abgetastete analoge Spannung während der Haltephase
    Material: Polymer-/Keramikdielektrikum
  • Pufferverstärker
    Isoliert den Haltekondensator von Belastungseffekten und bietet einen niederohmigen Ausgang
    Material: Halbleiter (Operationsverstärker-Schaltung)

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Dielektrikumdurchschlag des Haltekondensators bei 63 V DC-Nennspannung Exponentieller Spannungsabfall bei 10 mV/ms während der Haltephase Implementieren Sie 100 V Nennspannung Polypropylenkondensatoren mit 0,1 % Spannungskoeffizient, fügen Sie Schutzringabschirmung hinzu
MOSFET-Schalter-Ladungsinjektion von 5 pC bei 5 V Gate-Ansteuerung Abtast-Halte-Übergangsstörung von ±15 mV Spitzenamplitude Dummy-Schalter-Kompensationstopologie mit 0,1 pF Abgleichkondensatoren, Bootstrap-Gate-Ansteuerschaltung

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
±10 V Eingangsbereich mit 100 kHz Abtastfrequenz, 0,1 µs Abtastzeit, 1 mV Haltegenauigkeit
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Haltekondensator-Leckstrom übersteigt 1 nA bei 25°C, Apertur-Jitter >50 ps, Eingangsanstiegsgeschwindigkeit >100 V/µs
Dielektrische Absorption in Polypropylen-Haltekondensatoren verursacht 0,01 % Spannungsabfall pro Millisekunde, Ladungsinjektion von MOSFET-Schaltern führt zu ±5 mV Offset-Fehlern
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:Nicht anwendbar (elektronische Schaltung, kein Fluid-/Gasdruck)
Weitere Spezifikationen:Abtastrate: bis zu 100 MS/s (Megasamples pro Sekunde) für Hochgeschwindigkeitsversionen, Haltezeit: typischerweise 1 µs bis 100 ms abhängig von Kondensator und Leckage
Betriebstemperatur:-40°C bis +125°C (Betriebsbereich für typische IC-Implementierungen)
Montage- und Anwendungskompatibilität
Analoge Spannungssignale (0-5V-Bereich)Niederfrequente Sensorausgänge (Temperatur-, Druckaufnehmer)Audio-Signalverarbeitungsanwendungen
Nicht geeignet: Hochfrequente HF-Signale über 100 MHz (aufgrund von Abtastbeschränkungen und Aperturunsicherheit)
Auslegungsdaten
  • Maximale Eingangssignalfrequenz (zur Bestimmung der erforderlichen Abtastrate)
  • Erforderliche Haltezeitdauer (zur Bestimmung der Kondensatorgröße und Leckagespezifikationen)
  • Signalspannungsbereich und Genauigkeitsanforderungen (zur Bestimmung der Auflösungs- und Linearitätsanforderungen)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Leckage oder Degradation des Haltekondensators
Ursache: Kondensatoralterung, Dielektrikumdurchschlag oder Kontamination, die zu Ladungsverlust und Signalabfall während der Haltephase führt
Ausfall oder Degradation des Schalttransistors
Ursache: Überspannungsbelastung, elektrostatische Entladung (ESD), thermische Zyklen oder Oxiddurchschlag in MOSFET/BJT-Schaltern, die zu erhöhtem Einschaltwiderstand oder blockierten Zuständen führen
Wartungsindikatoren
  • Hörbare Hochfrequenzoszillation oder Klingeln im Ausgangssignal während der Abtastphase
  • Visuelle Verzerrung auf dem Oszilloskop, die Signalabfall, Drift oder Sprungänderungen während der Haltephase zeigt
Technische Hinweise
  • Implementieren Sie periodische Kalibrierung und Prüfung der Haltekondensatorintegrität mittels Präzisions-Lade-/Entladungsmessungen, um frühzeitige Degradation zu erkennen
  • Verwenden Sie ESD-Schutzschaltungen und Wärmemanagement (Kühlkörper, Derating) für Schalttransistoren und wählen Sie Komponenten mit Spannungsfestigkeiten 50 % über den maximalen Betriebsbedingungen

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
DIN EN 61000-4-4 - Störfestigkeit gegen schnelle transiente Störgrößen/BurstCE-Kennzeichnung - EMV-Richtlinie 2014/30/EU
Fertigungsgenauigkeit
  • Haltekondensatorwert: +/-5%
  • Aperturzeit: +/-0,5ns
Qualitätsprüfung
  • Signalintegritätstest (SINAD/THD)
  • Temperaturwechseltest (-40°C bis +85°C)

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 der Zweck einer Sample-and-Hold-Schaltung?

Sie erfasst eine analoge Spannung zu einem bestimmten Zeitpunkt und hält sie während der Analog-Digital-Wandlung konstant, um Fehler durch Signaländerungen zu vermeiden.

Welche Parameter sind bei der Auswahl einer Sample-and-Hold-Schaltung wichtig?

Wichtige Parameter sind Erfassungszeit, Aperturverzögerung, Aperturjitter, Abfallrate, Einschwingzeit, Eingangs-Offsetspannung und Verstärkungsfehler. Diese beeinflussen Genauigkeit und Geschwindigkeit.

Wie beeinflusst der Haltekondensator die Leistung?

Die Qualität des Kondensators bestimmt Abfallrate und Erfassungszeit. Ein leckarmer Kondensator reduziert den Abfall, während eine größere Kapazität die Erfassungszeit erhöhen kann.

Welche Normen gelten für Sample-and-Hold-Schaltungen?

Umgebungs- und Gehäusenormen wie IEC 60721-3-1 und JEDEC MS-012 können referenziert werden, aber die Konformität muss mit dem Hersteller verifiziert werden.

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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