Descripción
Descripción detallada del LM567
El LM567 es un circuito integrado monolítico diseñado para funcionar como un decodificador de frecuencia basado en un sistema de PLL (Phase-Locked Loop, o bucle enganchado en fase). Este dispositivo puede detectar señales con una frecuencia específica dentro de un ancho de banda estrecho y proporcionar una salida digital en función de la presencia de dicha señal.
Funcionamiento general
El LM567 actúa como un detector de tono. Internamente utiliza un oscilador controlado por voltaje (VCO) que se sincroniza con la frecuencia de una señal de entrada. Cuando la señal de entrada tiene una frecuencia igual (o muy cercana) a la frecuencia central ajustada mediante componentes externos, el VCO se engancha a esa señal. En ese caso, el LM567 activa su salida digital, lo que permite su uso como un sistema de reconocimiento de frecuencia.
Voltaje y rango operativo
El LM567 puede operar con tensiones de alimentación que van desde 4 hasta 9 voltios, aunque algunos fabricantes permiten un rango más amplio (hasta 15 V). La frecuencia central puede ser ajustada desde unos pocos hercios (Hz) hasta aproximadamente 500 kHz, dependiendo de los valores de los componentes externos.
Frecuencia central
La frecuencia a la que el LM567 responde (frecuencia central) se determina por los valores de una resistencia y un condensador conectados a los pines 4 y 5. Esta frecuencia se calcula mediante la siguiente fórmula aproximada:
f₀ = 1 / (1.1 × R × C)
Donde:
- f₀ es la frecuencia central en hercios,
- R es la resistencia en ohmios conectada al pin 4,
- C es el capacitor en faradios conectado al pin 5.
Configuración de pines
- GND: Conexión a tierra del circuito.
- Entrada de señal: Se conecta aquí la señal cuya frecuencia se desea detectar.
- Salida: Salida digital de colector abierto. Se activa (nivel bajo) cuando la señal de entrada está dentro del rango de frecuencia de detección.
- R: Pin para conectar la resistencia que determina la frecuencia central.
- C: Pin para conectar el condensador que determina la frecuencia central.
- Control de ancho de banda: Entrada de control opcional para variar el ancho de banda del PLL.
- Filtro: Conexión para filtro paso bajo, que ayuda a estabilizar el sistema de control de fase.
- Vcc: Alimentación positiva del circuito integrado.
Funcionamiento de la salida
La salida del LM567 es de tipo colector abierto, por lo que requiere una resistencia de pull-up para funcionar correctamente con lógica digital. Cuando la señal de entrada tiene una frecuencia dentro del rango de detección, la salida se activa (se pone en bajo). Cuando no hay señal o está fuera de rango, la salida permanece inactiva (abierta o en alto, si hay resistencia de pull-up).
Ancho de banda y precisión
El ancho de banda de detección del LM567 depende del diseño del filtro interno y puede ajustarse en cierta medida mediante el pin 6. En aplicaciones típicas, la precisión de detección puede variar entre ±0.5 % y ±10 %, lo que permite filtrar frecuencias no deseadas y enfocarse en señales específicas.
Aplicaciones comunes
- Decodificación de tonos DTMF (usados en sistemas telefónicos)
- Sistemas de control remoto por tono
- Comunicación FSK (modulación por desplazamiento de frecuencia)
- Filtros activos para señales de frecuencia fija
- Detectores de presencia de señal en sistemas de audio y RF
Ventajas
- Bajo consumo de energía
- Alta precisión en la detección de frecuencia
- Simple configuración con pocos componentes externos
- Rango amplio de frecuencia ajustable
- Salida compatible con lógica digital (con resistencia de pull-up)
Limitaciones
- Solo puede detectar una frecuencia a la vez
- Sensible al ruido si no se filtra adecuadamente la señal de entrada
- La estabilidad de la frecuencia depende de la calidad de los componentes externos
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