detector de ventana

Un detector de ventana es un circuito comparador que verifica si un voltaje de entrada analógico cae dentro o fuera de una banda definida, o ventana. Utiliza dos voltajes de umbral, típicamente llamados puntos de disparo superior e inferior, para definir el rango aceptable. El circuito emite una señal lógica que indica si la entrada está dentro de esa ventana, por encima o por debajo de ella. Esto es distinto de un comparador de umbral único, que solo indica si una señal es más alta o más baja que un voltaje fijo.

El circuito típicamente contiene dos comparadores separados que funcionan en paralelo. Un comparador monitorea el umbral superior, el otro monitorea el umbral inferior. Sus salidas se combinan a través de puertas lógicas (generalmente puertas NAND o AND) para producir una señal de ventana final. Cuando el voltaje de entrada permanece entre los dos umbrales, la salida permanece en un estado definido; cuando la entrada se desvía fuera de la ventana en cualquier dirección, la salida cambia para indicar una falla o una condición fuera de rango. Algunos diseños utilizan un único encapsulado IC que contiene ambos comparadores y la lógica necesaria.

Los detectores de ventana son esenciales en los sistemas de gestión de baterías, donde es necesario activar una alarma si el voltaje de la celda cae por debajo del voltaje mínimo de descarga o sube por encima del voltaje máximo de carga. Monitorean los sensores de temperatura en equipos que deben permanecer dentro de límites operativos estrictos: las fuentes de alimentación pueden usar un detector de ventana para verificar que los voltajes de referencia internos se mantengan estables, activando el apagado si se desvían demasiado en cualquier dirección. La maquinaria a menudo emplea detección de ventana en transductores de presión o sensores de corriente para detectar fallas tanto por debajo como por encima del rango simultáneamente.

El ancho de la ventana determina la sensibilidad. Una ventana estrecha detecta pequeñas desviaciones inmediatamente, pero corre el riesgo de disparos molestos por ruido; una ventana ancha tolera el ruido de medición, pero puede pasar por alto una desviación temprana. A menudo se añade histéresis a los umbrales para evitar el parloteo cuando la señal de entrada oscila cerca de un punto de disparo. El tiempo de respuesta depende de la velocidad del comparador: los comparadores rápidos (nanosegundos) son adecuados para funciones de protección, mientras que los más lentos (microsegundos) son suficientes para monitoreo e indicación.

El nombre refleja la función: se mira a través de una ventana el rango de voltaje aceptable. Fuera de la ventana es territorio fuera de especificación. Esta terminología distingue el dispositivo de los detectores de umbral (que tienen un solo borde) y de los circuitos de medición analógica (que informan el valor de voltaje real). Los detectores de ventana a veces se denominan comparadores de ventana o comparadores de doble umbral en las hojas de datos de los fabricantes.