Circuits détecteurs de crête : Capture de l'amplitude maximale du signal

Un détecteur de crête est un circuit analogique « échantillonnement-mémorisation » qui capture la valeur instantanée maximale d'une forme d'onde variable et la maintient comme tension continue. C'est l'étage analogique frontal pour mesures « maintien max ».

Détecteur de crête passif de base (Diode + Condensateur + Fuite)

 Vin →|>| (D1) →+→ Vout (Crête)
           |     |
          [C]  [R_fuite]
           |     |
          GND   GND 

Fonctionnement :

1. Charge : Quand V_in > V_C + V_F, D1 conduit. C charge rapidement à V_crête - V_F.
2. Maintien : V_in baisse. D1 bloqué inverse. C maintient tension.
3. Décrochage : C se décharge lentement par R_fuite (ou charge R, ou fuite D1). Constante temps τ = R_fuite × C.

Limitations clés :

• Chute diode (V_F) : Sortie = V_crête - 0,7 V (Si) / 0,3 V (Schottky). Erreur varie temp/courant.
• Compromis décrochage vs réponse : R_fuite petit → suivi rapide crêtes décroissantes, mais fort décrochage. R_fuite grand → faible décrochage, mais « bloqué » sur ancienne crête.
• Impédance source : Vin doit être faible impédance (sortie AOP) pour charger C vite.

Détecteur de crête de précision (Actif / AOP tamponné)

Élimine erreur chute diode par rétroaction négative.

 Vin → [AOP A1] →|>| (D1) →+→ Vout
                    ↑     |
                    |    [C]  [R_fuite / Tampon]
                    |     |     |
                   (-)    GND   GND
                    |
                   [Rf] (Rétroaction depuis Vout vers A1-) 

Fonctionnement : AOP pilote anode diode. Rétroaction prise sur tension condensateur (Vout). AOP force V_out = V_in(crête) en compensant V_F internement. Nécessite alimentation double ou AOP rail-à-rail entrée/sortie simple alimentation (ex. MCP6001, OPA340).

Variantes spécialisées

Type	Caractéristique clé	Cas d'usage
Maintien crête	Interrupteur reset externe (FET) par-dessus C	Acquisition données : capture crête, numérise, reset, répète.
Crête-à-crête	Deux détecteurs (pos + neg) + soustracteur	Amplitude vibration, excursion signal AC.
Rapide / RF	Diodes Schottky (HSMS-285x), env. 50Ω	Mesure puissance RF, détection enveloppe >1 GHz.
Redresseur précision + Crête	Redressement alternance complète puis détection crête	Entrée conversion RMS-vers-DC.

Checklist conception

1. Définir τ (Temps décrochage) : τ = C × R_fuite. Cible <1 % décrochage sur fenêtre mesure.
2. Sélectionner C : 100 pF–10 µF. Faible fuite (Film, NP0, Tantalum). Évitez électrolytique (fuite forte).
3. Sélectionner Diode : Schottky (BAT54, 1N5819) pour V_F bas & vitesse. Si (1N4148) pour général.
4. AOP (Actif) : Faible I_biais (entrée JFET/CMOS), Vitesse slew > 2πfV_crête, PB > 10× freq signal.
5. Mécanisme reset : MOSFET par-dessus C (commandé logique) pour Maintien crête.

Applications

• Audio : VU-mètres, chaînes côté compresseur, indicateurs écrêtage.
• Énergie : Surveillance transitoires tension, santé batteries condensateurs.
• Instrumentation : Énergie impulsions laser, pics détecteurs particules.
• Comms : Détection enveloppe (démod AM), RSSI.

Note finale : Pour systèmes numériques, envisagez un ADC avec mode « Détection crête » (ex. STM32, PIC, ESP32 ADC) ou comparateur + bascule + compteur. Souvent plus simple qu'analogique.