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電子工学において、サンプルホールド回路（サンプルフォロー回路とも呼ばれる）は、連続的に変化するアナログ信号の電圧をサンプリング（取得、捕捉）し、その値を一定レベルで指定された最小期間保持（ロック、凍結）するアナログデバイスです。サンプルホールド回路および関連するピーク検出器は、基本的なアナログメモリデバイスです。これらは通常、アナログ-デジタル変換器で使用され、変換プロセスを劣化させる可能性のある入力信号の変動を排除します。[ 1 ]また、電子音楽でも使用され、たとえば、連続して演奏される音符にランダムな性質を与えるために使用されます。
一般的なサンプルホールド回路は、コンデンサに電荷を蓄積し、 FET（電界効果トランジスタ）スイッチなどのスイッチング素子を少なくとも1つと、通常は演算増幅器を1つ含んでいます。[ 2 ]入力信号をサンプリングするために、スイッチはコンデンサをバッファ増幅器の出力に接続します。バッファ増幅器は、コンデンサの両端の電圧が入力電圧とほぼ等しいか、または比例するようにコンデンサを充電または放電します。ホールドモードでは、スイッチはコンデンサをバッファから切り離します。コンデンサは、自身の漏れ電流と有効な負荷電流によって必ず放電されるため、回路は本質的に揮発性になりますが、指定されたホールド時間内の電圧損失（電圧降下）は、最も要求の厳しいアプリケーションを除いて、許容誤差範囲内に収まります。
サンプルホールド回路は、線形システムで使用されます。一部のアナログ-デジタル変換器（ADC）では、入力がデジタル-アナログ変換器（DAC）によって内部で生成された電圧と比較されます。回路は一連の値を試行し、定義された誤差範囲内で電圧が等しくなった時点で変換を停止します。この比較プロセス中に入力値が変化することを許容すると、結果として得られる変換は不正確になり、真の入力値とは無関係になる可能性があります。このような逐次近似型変換器には、多くの場合、内部サンプルホールド回路が組み込まれています。さらに、サンプルホールド回路は、複数のサンプルを同時に測定する必要がある場合にもよく使用されます。各値は、共通のサンプルクロックを使用してサンプリングされ、保持されます。
TN、IPS、またはVA電気光学LCセルに基づく市販のほぼすべての液晶アクティブマトリクスディスプレイ（双安定現象を除く）では、各ピクセルは小さなコンデンサを表し、画素に必要なグレースケール値（コントラスト）に対応するレベルまで定期的に充電する必要があります。走査サイクル（フレーム周期）中にレベルを維持するために、電圧をよりよく保持するために、各LCピクセルに並列に追加の電気コンデンサが接続されています。薄膜FETスイッチは、特定のLCピクセルを選択してそのピクセルの画像情報を充電するように制御されます。一般的な電子回路のS/Hとは異なり、出力演算増幅器や電気信号AOはありません。代わりに、保持コンデンサの電荷がLC分子の変形を制御し、それによって出力として光学効果を制御します。この概念の発明と薄膜技術への実装は、IEEE西澤淳一メダルで表彰されています。[ 3 ]
スキャンサイクル中、画像は入力信号に追従しません。これにより、目がリフレッシュできず、動きのあるシーケンス中にぼやけが生じる可能性があります。また、バックライトが常に点灯しているため、フレーム間の遷移が目立ち、表示の動きのぼやけがさらに悪化します。[ 4 ] [ 5 ]
サンプルホールド回路は、シンセサイザーにも、独立したモジュールとして、あるいは一体型コンポーネントとして頻繁に搭載されています。これらは、入力信号の周期的なサンプルを取得するために使用され、通常はシンセサイザーの他のコンポーネントの変調源として利用されます。サンプルホールド回路をホワイトノイズ発生器に接続すると、結果としてランダムな値のシーケンスが生成され、変調の振幅に応じて、信号の微妙な変化や大きく変化するランダムな音色を生成するために使用できます。[ 6 ]
入力電圧をできるだけ安定させるためには、コンデンサの漏れ電流が非常に小さいこと、そして入力インピーダンスが非常に高くなるような大きな負荷がかからないことが不可欠です。