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Circuito integrado LM567CN, decodificador de tono PLL de propósito general. Stock disponible en Curicó para despacho a todo Chile en 24-48 hrs.
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Descripción
¿Qué es el LM567CN?
El LM567CN es un circuito integrado monolítico de alta versatilidad diseñado como un decodificador de tono de propósito general. Su funcionamiento se basa en la tecnología de Lazo de Seguimiento de Fase o Phase-Locked Loop (PLL), lo que le permite detectar la presencia de una frecuencia de audio específica dentro de una banda de entrada. Este dispositivo es fundamental en aplicaciones que requieren la discriminación de señales tonales, como en sistemas de control remoto, decodificación de tonos DTMF (Touch-Tone), módems FSK y telemetría. La alta estabilidad de su oscilador central y su inmunidad al ruido y a las señales fuera de banda lo convierten en una solución robusta y confiable para el diseño de circuitos de comunicación y control.
La arquitectura interna del LM567CN integra todos los componentes necesarios para un sistema PLL completo. Incluye un oscilador controlado por voltaje (VCO), un detector de fase I-Q (en fase y cuadratura), y un amplificador con un transistor de salida de colector abierto. La frecuencia central del VCO se programa de forma sencilla y precisa mediante una resistencia y un condensador externos (R1 y C1). Cuando la señal de entrada coincide con la frecuencia sintonizada, el PLL se ‘engancha’ y la salida del comparador de fase activa el transistor de salida, llevándolo a un estado lógico bajo. Este diseño compacto en un encapsulado DIP-8 facilita su integración en prototipos y productos finales.
Características Técnicas
El LM567CN opera comparando la frecuencia de una señal de entrada con la de su VCO interno. La frecuencia central del VCO, y por tanto la frecuencia de detección, se establece con la fórmula f₀ ≈ 1 / (1.1 × R1 × C1). El dispositivo ofrece un ancho de banda de detección ajustable, que puede llegar hasta el 14% de la frecuencia central, permitiendo flexibilidad para aplicaciones que requieren mayor o menor selectividad. La salida es un transistor NPN de colector abierto, capaz de drenar hasta 100 mA, lo que le permite controlar directamente relés, LEDs u otras cargas lógicas sin necesidad de etapas de potencia adicionales. Su rango de frecuencia de operación se extiende desde 0.01 Hz hasta 500 kHz, cubriendo desde aplicaciones de muy baja frecuencia hasta el espectro de audio y más allá.
Especificaciones Eléctricas
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Voltaje de operación (V+) | 4.75V a 9V DC |
| Corriente de alimentación en reposo (Quiescent) | 7 mA (típico) |
| Corriente de alimentación activada (tono detectado) | 12 mA (típico) |
| Rango de frecuencia de operación | 0.01 Hz a 500 kHz |
| Corriente de salida (Sink Current) | 100 mA (máximo) |
| Voltaje de salida (LOW) | < 1V @ 100mA |
| Deriva de frecuencia con temperatura | 35 ppm/°C (típico, 0°C a 70°C) |
| Deriva de frecuencia con voltaje | 0.4 %/V (típico, 4.75V-6.75V) |
Pinout y Funciones
| Pin | Función | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | OUTPUT FILTER | Conexión para el condensador de filtro de salida (afecta la velocidad de respuesta del comparador de salida). |
| 2 | LOOP FILTER | Conexión para el condensador C2 del filtro de lazo, el cual determina el ancho de banda de detección. |
| 3 | INPUT | Entrada de la señal de audio o tono a decodificar. |
| 4 | V+ | Alimentación positiva del circuito (4.75V a 9V). |
| 5 | TIMING RESISTOR (R1) | Conexión para la resistencia de temporización del VCO. |
| 6 | TIMING CAPACITOR (C1) | Conexión para el condensador de temporización del VCO. |
| 7 | GND | Tierra del circuito. |
| 8 | OUTPUT | Salida de colector abierto. Nivel bajo cuando se detecta el tono. |
Dimensiones y Ambiente
| Característica | Valor |
|---|---|
| Encapsulado | PDIP-8 (Dual in-line package) |
| Dimensiones | ~9.3mm x 6.4mm x 3.3mm (sin pines) |
| Temperatura de trabajo | 0°C a +70°C |
| Disipación de potencia | 1100 mW (máximo, según Absolute Maximum Ratings) |
Aplicaciones
- Decodificación de tonos DTMF (Touch-Tone) en sistemas telefónicos.
- Receptores para sistemas de control remoto por radiofrecuencia o infrarrojo.
- Módems y demoduladores FSK (Frequency Shift Keying).
- Detección de presencia o ausencia de una frecuencia específica en alarmas.
- Generación de osciladores de alta estabilidad.
- Filtros de seguimiento de frecuencia.
- Aplicaciones de telemetría y adquisición de datos.
Preguntas Frecuentes
¿Cómo se calcula la frecuencia central (f₀) del LM567?
La frecuencia central de detección se calcula con la fórmula f₀ ≈ 1 / (1.1 × R1 × C1), donde R1 es la resistencia conectada al pin 5 y C1 es el condensador conectado al pin 6. Para un funcionamiento estable, se recomienda mantener R1 dentro del rango sugerido por el fabricante para esta serie de PLL.
¿Puede el LM567 decodificar múltiples frecuencias simultáneamente?
No, un único LM567 está diseñado para detectar una sola banda de frecuencia a la vez. Para decodificar múltiples tonos, como en un sistema DTMF, se requiere un banco de varios LM567, cada uno sintonizado a una de las frecuencias de interés.
La salida del pin 8 no cambia de estado, ¿cuál puede ser el problema?
El pin 8 es una salida de colector abierto. Esto significa que el chip solo puede ‘drenar’ corriente a tierra (estado BAJO), pero no puede proporcionar un voltaje ALTO por sí mismo. Es indispensable conectar una resistencia de pull-up desde el pin 8 a la fuente de alimentación (V+) para obtener una señal de salida lógica válida.
¿Qué componente determina el ancho de banda de detección?
El ancho de banda de detección está principalmente determinado por el condensador de filtro de lazo C2, conectado en el pin 2 (Loop Filter). Un valor mayor de C2 reduce el ancho de banda, haciendo la detección más selectiva pero más lenta en responder. Un valor menor de C2 amplía el ancho de banda, permitiendo una detección más rápida pero con menor inmunidad a frecuencias cercanas. El capacitor conectado en el pin 1 (Output Filter) es independiente y afecta principalmente la velocidad de respuesta de la salida.
Mejora tu proyecto
Para obtener el máximo rendimiento de tu circuito con el LM567CN, considera estos componentes complementarios:
- Resistencias de Precisión y Condensadores Cerámicos/Poliéster: Utiliza componentes con tolerancias bajas (1-5%) para R1 y C1 para asegurar una sintonización precisa y estable de la frecuencia central.
- Zócalo DIP-8: Facilita enormemente el prototipado y permite reemplazar el IC sin necesidad de desoldar, protegiéndolo de daños por calor.
- Fuente de Alimentación Regulada 5V: Aunque el LM567CN tiene un amplio rango de voltaje, una fuente estable como un regulador 7805 o un módulo convertidor DC-DC Buck mejora la estabilidad de la frecuencia del VCO.
Información adicional
| Encapsulado | PDIP-8 |
|---|---|
| Voltaje de Operación | 4.75V – 9V DC |
| Frecuencia Máxima | 500 kHz |
| Tipo | Decodificador de Tono (PLL) |
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