détecteur de fenêtre

Un détecteur de fenêtre est un circuit comparateur qui vérifie si une tension d'entrée analogique se situe à l'intérieur ou à l'extérieur d'une bande, ou fenêtre, définie. Il utilise deux tensions de seuil, généralement appelées points de déclenchement supérieur et inférieur, pour définir la plage acceptable. Le circuit produit un signal logique indiquant si l'entrée est dans cette fenêtre, au-dessus ou en dessous. Ceci est distinct d'un comparateur à seuil unique, qui ne vous indique que si un signal est supérieur ou inférieur à une tension fixe.

Le circuit contient généralement deux comparateurs distincts fonctionnant en parallèle. Un comparateur surveille le seuil supérieur, l'autre surveille le seuil inférieur. Leurs sorties sont combinées via des portes logiques (généralement des portes NAND ou AND) pour produire un signal de fenêtre final. Lorsque la tension d'entrée reste entre les deux seuils, la sortie reste dans un état défini; lorsque l'entrée dérive en dehors de la fenêtre dans n'importe quelle direction, la sortie bascule pour indiquer un défaut ou une condition hors plage. Certaines conceptions utilisent un seul boîtier IC contenant les deux comparateurs et la logique nécessaire.

Les détecteurs de fenêtre sont essentiels dans les systèmes de gestion de batterie, où il faut déclencher une alarme si la tension de la cellule descend en dessous de la tension de décharge minimale ou monte au-dessus de la tension de charge maximale. Ils surveillent les capteurs de température dans les équipements qui doivent rester dans des limites de fonctionnement strictes: les alimentations électriques peuvent utiliser un détecteur de fenêtre pour vérifier que les tensions de référence internes restent stables, déclenchant un arrêt si elles dérivent trop dans n'importe quelle direction. Les machines emploient souvent la détection de fenêtre sur les transducteurs de pression ou les capteurs de courant pour détecter simultanément les défauts de sous-plage et de sur-plage.

La largeur de la fenêtre détermine la sensibilité. Une fenêtre étroite détecte immédiatement les petites déviations mais risque des déclenchements intempestifs dus au bruit; une fenêtre large tolère le bruit de mesure mais peut manquer une dérive précoce. Une hystérésis est souvent ajoutée aux seuils pour éviter le "bavardage" lorsque le signal d'entrée oscille près d'un point de déclenchement. Le temps de réponse dépend de la vitesse du comparateur: les comparateurs rapides (nanosecondes) conviennent aux fonctions de protection, tandis que les plus lents (microsecondes) suffisent pour la surveillance et l'indication.

Le nom reflète la fonction: on regarde à travers une fenêtre la plage de tension acceptable. En dehors de la fenêtre se trouve le territoire hors spécifications. Cette terminologie distingue l'appareil des détecteurs de seuil (qui ont un seul bord) et des circuits de mesure analogiques (qui rapportent la valeur réelle de la tension). Les détecteurs de fenêtre sont parfois appelés comparateurs de fenêtre ou comparateurs à double seuil dans les fiches techniques des fabricants.