Qué es un CI LM565 : Configuración de pines y su funcionamiento

El CI LM565 es uno de los componentes esenciales de los sistemas lineales. Este CI funciona en tres modos: funcionamiento libre, captura y bloqueo. En general, funciona en modo de funcionamiento libre cuando no se le proporciona ninguna entrada. Una vez que se le proporciona una señal de entrada que incluya alguna frecuencia, la frecuencia de la señal de salida del oscilador controlado por tensión cambiará. En esta fase, el bucle de bloqueo de fase funciona dentro del modo de captura.

La frecuencia de la señal de salida del oscilador controlado por tensión cambia continuamente hasta que alcanza la frecuencia de la señal de entrada, entonces el PLL funciona en el modo de bloqueo. Este circuito integrado PLL se utiliza en sistemas de comunicación como FM, satélites, radares, etc. En este artículo se presenta una visión general del bucle de bloqueo de fase LM565.

Índice de Contenido
  1. ¿Qué es un CI LM565?
    1. Configuración de pines
    2. Funcionamiento del circuito integrado de bucle de enganche de fase LM565
    3. Características y especificaciones del CI LM565
    4. Circuito IC de bucle de bloqueo de fase LM565
    5. Aplicaciones

¿Qué es un CI LM565?

El LM565 es un PLL o circuito integrado de bucle bloqueado de fase de uso general que incluye un VCO (oscilador controlado por tensión) constante y extremadamente lineal para una demodulación FM menos deformante y un detector de fase con doble equilibrio y control superior de la portadora. La frecuencia del oscilador controlado por tensión puede controlarse mediante componentes exteriores como el condensador y la resistencia.

Circuito integrado de bucle bloqueado de fase LM565

Del mismo modo, el rango de sintonización como 10:1 puede adquirirse mediante un condensador similar. Las características del sistema de bucle cerrado son la velocidad de respuesta, el ancho de banda, la captura y el rango de entrada. Este bucle puede descomponerse entre el detector de fase y el VCO debido a la inclusión de un divisor de frecuencia digital para adquirir la multiplicación de la frecuencia.

Configuración de pines

El configuración de pines n del CI de bucle bloqueado de fase LM565 se muestra a continuación. Este CI incluye 14 pines, de los que a continuación se explica cada uno de ellos y su funcionalidad.

Configuración de los pines del CI LM565
Configuración de los pines del CI LM565
  • Pin1 (-Vcc): Pin de entrada de la fuente de alimentación negativa
  • Pin2 (Entrada): Pin1 de entrada del detector de fase
  • Clavija 3 (entrada): Pin2 de entrada del detector de fase
  • Pin4 (salida del VCO): Pin de salida del oscilador controlado por tensión
  • Pin5 (VCO i/p del comparador de fase): Pin de entrada del detector de fase
  • Pin6 (Referencia o/p): Referencia o/p del amplificador interno
  • Pin7 (tensión de control del VCO): En este pin se puede observar la tensión de control del VCO
  • Pin8 (Resistencia de sincronización): Resistor para ejecutar la frecuencia del VCO
  • Pin9 (Condensador de sincronización): Condensador para el funcionamiento de la frecuencia del VCO
  • Pin10 (+Vcc): fuente de alimentación +Ve
  • Pin11, 12, 13 y 14 : No hay clavijas de conexión

Diagrama de bloques

Un CI de bucle de enganche de fase incluye principalmente tres bloques que son los siguientes

Diagrama de bloques
Diagrama de bloques

En el diagrama de bloques anterior, un detector de fase genera una tensión continua y esta tensión es comparativa con la disimilitud de fase entre la señal de entrada con frecuencia 'fin' y la señal de realimentación con frecuencia 'fout'. Es un multiplicador y genera dos componentes basados en la frecuencia en su o/p como las dos frecuencias suma y diferencia de dos frecuencias.

Un LPF activo es un segundo componente en el diagrama del blog anterior que genera una tensión continua en su o/p una vez eliminada la componente de alta frecuencia que está presente en la salida del detector de fase. Con ello se puede amplificar la señal.

Un oscilador controlado por tensión genera una señal con una frecuencia determinada, una vez que no se le proporciona ninguna entrada. Así, esta frecuencia puede desplazarse hacia cualquier lado proporcionándole una tensión continua. Así, la diferencia de frecuencia puede ser directamente proporcional a la tensión continua existente en la salida del LPF.

Los procesos anteriores se producen hasta que la frecuencia del oscilador controlado por tensión es equivalente a la frecuencia de la señal i/p. Así que, dependiendo de la aplicación, podemos utilizar tanto el o/p del LPF activo como la salida del VCO.

Funcionamiento del circuito integrado de bucle de enganche de fase LM565

En el diagrama de bloques del LM565 PLL, los dos pines como el 2 y el 3 donde se puede hacer la conexión de la señal analógica de entrada, sin embargo el pin2 se utiliza como entrada mientras que el pin 3 está conectado a GND.

Aquí, la señal de entrada se da al detector de fase a través de la retroalimentación del VCO que evalúa si ambas señales están en frecuencia similar o no. Si ambas señales están en la misma frecuencia, el detector de fase proporciona una salida de 0V y si la frecuencia está ahí, este detector proporciona una tensión de +Ve o/p.

El voltaje o/p del detector de fase se suministra a un amplificador para amplificar la señal de voltaje y ésta puede entregarse al oscilador controlado por voltaje. Este oscilador produce una forma de onda cuya frecuencia depende principalmente de la magnitud de la tensión de entrada especificada.

Cuando no se le proporciona ninguna entrada, el VCO en modo de funcionamiento libre generará una señal. La frecuencia de esta señal se puede determinar a través de la resistencia y el condensador que se conectan en los pines 8 y 9.

Una vez que se proporciona una señal de entrada, se puede evaluar tanto la frecuencia de la señal de entrada como el o/p del VCO. Si no son iguales, el detector de fase suministrará una tensión que se modificará y se entregará al VCO.

Así pues, la frecuencia de la señal puede aumentar o disminuir en función de la tensión suministrada a un amplificador. Cuando se realice la modificación, ambas frecuencias de la señal i/p y del VCO serán equivalentes.
De este modo, el CI PLL funciona, la señal de frecuencia o/p del oscilador controlado por tensión siempre intenta continuar a través de la frecuencia de la señal i/p.

Características y especificaciones del CI LM565

El características y especificaciones del bucle de bloqueo de fase LM565 incluyen principalmente lo siguiente

  • La gama de suministro de energía es amplia
  • El o/p demodulado es de 0,2% de linealidad
  • La disipación de potencia máxima es de1400mW
  • Disponibilidad de la señal triangular lineal mediante cruces de cero en fase
  • La tensión de funcionamiento máxima es de ±12V
  • Rango de temperatura de -55ºC a +125ºC
  • Compatible con TTL y DTL con la entrada del detector de fase y la salida de la onda cuadrada
  • La retención en el rango se puede ajustar desde ±1% hasta más de ±60%
  • El rango de tensión de funcionamiento va de ±5V a ±12V
  • La estabilidad de la frecuencia del VCO es de 200 ppm/°C
  • Rango de temperatura de almacenamiento de -65°C a +150°C
  • La corriente de alimentación es de 12,5mA
  • La frecuencia máxima de funcionamiento del VCO es de 500 KHz

Circuito IC de bucle de bloqueo de fase LM565

Un circuito electrónico como un Bucle de Bloqueo de Fase se utiliza para bloquear la fase de la señal de entrada a través de la salida, manteniéndolas igualadas. Esto se consigue mediante un mecanismo de retroalimentación en bucle cerrado que evalúa la señal de entrada a través del o/p para realizar las correcciones necesarias para que la fase se mantenga sincronizada.

El circuito integrado PLL como el LM565 no está disponible fácilmente; sin embargo, un circuito integrado alternativo bien adaptado es el NTE989.

Diagrama del circuito integrado LM565
Diagrama del circuito IC LM565

La función principal de un PLL es seguir una frecuencia entrante y comparar la fase exactamente. Pero, en el circuito anterior, el bucle de realimentación incluye un contador de 16 que devuelve la señal de realimentación, es decir, 16 veces más baja. En consecuencia, el bloqueo de fase intentará compensar y aumentar la frecuencia entrante 16 veces.

Una vez que la señal de entrada se altera, el detector de fase identifica la transformación dentro de la frecuencia y obliga al VCO a modificar la salida. De modo que la o/p sea equivalente a la frecuencia i/p original, eliminando así el valor de fallo del comparador de fase.

La frecuencia de funcionamiento libre "fc" tiene lugar una vez que el bucle de bloqueo de fase no tiene señal de entrada. El rango de frecuencias en el que el CI seguirá una señal de entrada y permanecerá bloqueado será la frecuencia de bloqueo. Por tanto, esta serie está por debajo o por encima de la frecuencia del oscilador controlado por tensión.

En este rango, el PLL seguirá y se bloqueará hacia cualquier frecuencia de entrada. Si el rango de la señal de entrada ocurrida está fuera de este bloqueo, el PLL no la seguirá. Cuando la frecuencia i/p se acerque al rango del reloj, el bucle de bloqueo de fase pasará a un estado de bloqueo.

Del mismo modo, cuando la frecuencia i/p se acerque a la frecuencia del oscilador controlado por tensión, se producirá la condición de captura. Durante todo este tiempo, el CI del PLL estará bloqueado y seguirá cualquier cambio adicional hacia la frecuencia i/p.

El rango de captura no es más que el rango de frecuencia en el que un bucle de bloqueo de fase puede capturar una señal. Al igual que el rango de bloqueo, este rango será aproximadamente la frecuencia de funcionamiento libre. Como el PLL captura en una banda fina, entonces funciona como un BPF (filtro pasa-banda).

Cálculo del rango de entrada

El máximo de revoluciones que tarda un motor en girar es de aproximadamente 7000 por cada minuto, y el mínimo es de 400 revoluciones por cada minuto. El sensor Hall generará 4 señales por cada revolución del motor

La frecuencia máxima es 4 × (7000) / 60 = 500 impulsos por segundo o 466 Hz

La frecuencia mínima:

4 × (400) / 60 = 26,66 señales por cada segundo, de lo contrario 26,66 Hz

La frecuencia libre como "fc" es la frecuencia central de las frecuencias máxima y mínima

Cálculo de Ro × Co

A partir de la frecuencia central, se utiliza la fórmula mencionada a continuación para obtener los valores de Ro y Co. Como necesitamos que la frecuencia central "ƒc" sea de 266,665

fc = 0,3 / (Ro × Co)

El valor fc requerido es = 266,665

Ro × Co = 0,3/fc => 0,3/ 266,665

Ro × Co => 0,001125

En la ecuación anterior, si el valor de "C0" se fija en 1 µF, el "Ro" es de 1125,007 Ohmios, que se puede realizar utilizando una resistencia fija de 1KΩ y una preconfigurada de 220 Ω en serie.

Así, en el diagrama del circuito anterior, una patilla TC incluye un condensador de 1µF y una patilla TR incluye una resistencia de 1 kΩ y un preajuste de 220 Ω en serie. Esto confirmará que el circuito integrado de bucle de enganche de fase puede permanecer bloqueado en nuestro rango de frecuencia preferido.

Aplicaciones

El aplicaciones del circuito integrado de bucle bloqueado de fase LM565 incluyen las siguientes

  • El CI PLL se utiliza en sistemas de comunicación como satélites, radares, FM, generadores de reloj, demodulación FM y FSK, etc.
  • Sincronización de datos y cinta
  • Módems
  • Demoduladores coherentes
  • Descodificación del tono
  • Regeneración de la señal
  • División y multiplicación de frecuencias
  • Receptores de telemetría
  • Demoduladores de SCA

Por lo tanto, se trata de una visión general de la Ficha técnica del LM565 que incluye su definición, diagrama de pines, especificaciones, características, funcionamiento y circuito con aplicaciones. En general, el LM565 es un circuito integrado PLL, que se utiliza cuando un bucle de bloqueo de fase es esencial como multiplicador/divisor de frecuencia de señal y demodulación de FM. Este CI está diseñado principalmente para la multiplicación de frecuencias, la demodulación y la división de frecuencias. Aquí tienes una pregunta, ¿cuál es la función principal de un PLL o bucle de bloqueo de fase?

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