要了解 S/H 非線性，請考慮圖 5 中所示的簡單 S/H 電路。    S/H 電路示例。

    圖 5.  S/H 電路示例。
    該基本 S/H 由采樣開關(guān) S1 和保持電容器(Chold )組成，用于存儲采集的樣本。
    電路操作由兩種模式組成：采樣（或采集模式）和保持模式。在采樣模式下，開關(guān)打開，電容器電壓跟蹤輸入。在采樣瞬間，開關(guān)關(guān)閉并斷開 Chold與 輸入的連接。這將啟動保持模式，其中電容器保持采集的樣本。
    在實(shí)際應(yīng)用中，我們不可能有一個零電阻的理想開關(guān)。為了強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，上圖明確顯示了開關(guān)電阻 R switch。開關(guān)電阻的熱噪聲是高分辨率奈奎斯特速率 ADC 的主要噪聲來源。為了解決這個問題，保持電容器的值通常選擇得足夠大，以限制帶寬 ，從而限制系統(tǒng)的噪聲。然而，有限的帶寬意味著S/H的輸出無法立即達(dá)到其最終值。這是由 RC 網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)決定的，該時(shí)間常數(shù)由 \(\tau = R_{switch}C_{hold}\) 給出。
        圖 6 顯示了 S/H 操作一個周期的示例波形。

    S/H 電路操作一個周期的示例波形。
    圖 6.  S/H 電路操作一個周期的示例波形。
    S/H 需要一些時(shí)間（如圖中的“采集時(shí)間”所示）才能穩(wěn)定在最終值周圍的指定誤差范圍內(nèi)。采集時(shí)間過后，S/H 能夠以較小的誤差跟蹤輸入。采集時(shí)間取決于 R switch、Chold的值 和最大允許誤差。此外，采集時(shí)間對 ADC 的最大采樣率設(shè)置了上限。    實(shí)際上，開關(guān)電阻不是恒定的，并且可以隨著輸入電平而變化。R開關(guān) 對輸入的依賴性可能會導(dǎo)致輸入相關(guān)的相移，從而導(dǎo)致諧波失真。圖 7 顯示了 R switch 隨輸入電平增加而增加的情況的示例波形。

    Rswitch 隨著輸入電平增加而增加時(shí)的示例波形。
    圖 7. R switch 隨輸入電平增加而增加時(shí)的示例波形。圖片由B. Razavi提供
    請注意，此相移（或非線性）隨頻率而變化。例如，在遠(yuǎn)小于 RC 網(wǎng)絡(luò)極點(diǎn)的頻率下，我們的相移為零，并且 R開關(guān)的微小變化 對線性度的影響可以忽略不計(jì)。然而，隨著頻率的增加，相移變得越來越顯著。
    值得一提的是，R開關(guān) 隨輸入的變化只是 S/H 非線性的一個來源。開關(guān)的依賴于輸入的電荷注入以及依賴于輸入的采樣時(shí)刻等機(jī)制是導(dǎo)致 S/H 非線性的其他現(xiàn)象。后一種機(jī)制是指開關(guān)關(guān)閉的時(shí)刻可以隨輸入電平而變化。