LM565 CI de Loop de Fase Travada (PLL) – A Solução Ideal para Sistemas Lineares
Um loop de fase travada (PLL) 565 é um sistema regulatório que produz um sinal de saída cuja fase está relacionada à fase do sinal de entrada. Alguns tipos podem incluir um detector de fase em laços de realimentação e um oscilador de frequência variável.
Loop de fase travada analógico simples
O CI LM565 é um chip PLL de uso geral composto por um detector de fase e um oscilador controlado por tensão (VCO). À medida que avançamos no artigo, você apreciará as características do LM565, diagramas de blocos, aplicações, entre outros.
Configuração do Pinout do LM565
O PLL LM565 possui catorze pinos cujas funções discutiremos abaixo.
O pinout do LM565
Pino 1 / -Vcc – Pino de entrada com alimentação negativa.
Pinos 2 e 3 / Entrada são os pinos de entrada do detector de fase ou sinal FM.
Pino 4 / Saída VCO – O pino funciona como saída do oscilador controlado por tensão (VCO).
Pino 5 / Entrada VCO do Comparador de Fase – Pino de entrada do detector de fase que realimenta a saída do VCO.
Pino 6 / Saída de Referência – O pino indica uma saída de referência do amplificador interno.
Pino 7 / Tensão de Controle do VCO – Através deste pino obtém-se a tensão de controle do VCO.
Pino 8 / Resistor de Temporização – O pino do resistor define a frequência de livre oscilação do VCO.
Pino 9 / Capacitor de Temporização – O pino do capacitor é para livre oscilação da frequência do VCO.
Pino 10 / +Vcc – É o pino de alimentação positiva.
Pinos 11 a 14 – Os quatro pinos não têm conexão.
Características / Especificações do LM565
Passaremos agora pelas especificações e características do CI LM565.
- Primeiro, possui uma ampla faixa de alimentação e corrente de alimentação de 12,5 mA.
- Em seguida, sua faixa de tensão de operação varia de ±5 V a ±12 V (tensão máxima de alimentação).
- Terceiro, sua dissipação máxima de potência é 1400 mW, e possui frequência máxima de operação do VCO de 500 kHz.
- Além disso, o VCO tem estabilidade de frequência de 200 ppm/°C.
- O PLL tem linearidade de 0,2% na saída desmodulada.
- Sua temperatura de armazenamento varia de -65 °C a +150 °C, enquanto sua temperatura de operação varia de -55 °C a +125 °C.
- Por fim, está disponível em onda triangular linear com cruzamentos de fase zero. Também é compatível com entrada de detector de fase e saída de onda quadrada DTL e TTL.
Diagrama de Blocos do PLL e Princípio de Funcionamento
- Componentes do Loop de Fase Travada (PLL)
Um loop de fase travada (PLL) geralmente compreende os três blocos listados abaixo:
- Um filtro passa-baixa ativo,
- Um detector de fase, e
- Um oscilador controlado por tensão (VCO).
Diagrama de Blocos do PLL
Diagrama de blocos simplificado do PLL LM565
O diagrama mostra que a saída do detector de fase pode ser aplicada como entrada do filtro passa-baixa ativo. Ao mesmo tempo, a saída do filtro passa-baixa ativo pode ser usada como entrada do VCO.
Funcionamento como PLL
Brevemente, o PLL funciona das seguintes maneiras:
- Começa com o detector de fase (PD) gerando uma tensão CC proporcional à diferença de fases. A diferença é entre um sinal de realimentação ou saída (fout) e a frequência do sinal de entrada fin.
- Como o PD funciona como um multiplicador, obtêm-se duas saídas de frequência como diferenças de frequência em fin e fout e (fin + fout).
- Posteriormente, um filtro passa-baixa ativo amplifica o sinal. Adicionalmente, gera uma tensão CC de saída após remover qualquer componente de alta frequência da saída do detector de fase.
- Por fim, se não houver entrada aplicada, o VCO fornece um sinal com uma frequência específica. Também é possível fornecer uma tensão CC à frequência para deslocá-la para qualquer lado. Assim, a tensão CC na saída do filtro passa-baixa é diretamente proporcional ao desvio de frequência.
Nota: O processo continuará até que a frequência do sinal de entrada seja igual à frequência do VCO.
Modos de Operação do PLL
Os três modos pelos quais o PLL opera incluem:
- Modo de captura,
- Modo de travamento, e
- Modo de livre oscilação.
No início, quando não há entrada aplicada ao PLL, ele funciona em modo de livre oscilação. Após aplicar alguma frequência, a frequência do sinal de saída do VCO no PLL muda para o modo de captura. Finalmente, se a frequência do sinal de entrada for igual à frequência do sinal de saída do VCO, o PLL opera no modo de travamento.
Diagrama de Blocos do CI 565 PLL
Diagrama de blocos do PLL LM565
Loop de Fase Travada 565: Explicação do Diagrama de Blocos
O diagrama de blocos do CI 565 inclui um VCO em um laço de realimentação, um amplificador, um filtro passa-baixa e um detector de fase.
O laço de realimentação de fase travada não tem conexão interna. Portanto, você precisará conectar externamente o pino 4 (saída do VCO) ao pino 5 (entrada do comparador de fase).
Ao aplicar o CI 565 em aplicações de multiplicação de frequência, você inserirá o divisor de frequência digital entre o pino 5 e o pino 4 (no laço).
CIs Similares ao LM565
Alternativas ou substitutos do CI LM565 podem ser 74LV4046A, 74HCT9046A, MAX2880 e MC1648.
Loop de Fase Travada 565: Como Usar o CI LM565?
Para compreender seu uso, vamos estudar o diagrama de blocos interno do CI LM565.
Diagrama de blocos interno do chip PLL LM565
Loop de Fase Travada 565: Explicação
- Primeiro, o pino 3 e o pino 2 são os pinos de entrada que nos ajudam a conectar o sinal analógico de entrada. No entanto, como o pino 3 permanece aterrado na maior parte do tempo, o pino 2 atua como a entrada.
- O sinal de entrada e a realimentação/saída do VCO prosseguem para um detector de fase (PD). O PD estabelece uma tensão de saída positiva na presença de uma frequência ou fase. Mas o PD produz saída de tensão zero quando os sinais estão em frequência ou fase.
- Então, um amplificador recebe a tensão de saída e amplifica os sinais de tensão antes de entregá-los ao VCO. O VCO diminui e aumenta na forma de onda, formando assim uma frequência de sinal equivalente à magnitude da tensão de entrada.
- Finalmente, o ajuste permite que a frequência do VCO e a frequência do sinal de entrada coincidam.
- O VCO está em modo de livre oscilação na ausência de entrada. Nessas circunstâncias, ele gera um sinal com frequência determinada pelo resistor no pino 8 e capacitor no pino 9.
Loop de Fase Travada 565: Aplicações
As aplicações do CI LM565 compreendem:
- Decodificação de tons,
- Regeneração de sinal,
- Desmodulação FM e FSK,
- Desmoduladores coerentes,
- Sincronização de data e fita,
- Receptores de telemetria,
- Modems,
(roteador modem)
- Desmoduladores SCA,
- Divisão e multiplicação de frequência, e
- Sintetizador de frequência.
Diagrama de blocos de um tipo de sintetizador de frequência PLL
Questões Relacionadas ao PLL 565
Neste segmento, responderemos a algumas perguntas relacionadas ao PLL 565.
- Qual é a fórmula para a frequência de livre oscilação FO do PLL 565?
A fórmula é:
FO = 1,24 / (R1 × C1) Hz
Onde:
FO = Frequência central
R1 = Resistor externo no pino 8 (valor restrito entre 2 kΩ a 20 kΩ)
C1 = Capacitor externo no pino 9 (pode ser de qualquer valor)
- O que é tempo de captura (pull-in time)?
Tempo de captura é o tempo total que um PLL leva para estabelecer o travamento.
- O que é VCO?
Também chamado de oscilador controlado por tensão, refere-se a um circuito oscilador que aplica uma tensão externa para controlar a frequência das oscilações.
- Defina faixa de captura e faixa de travamento? Qual é maior?
Uma faixa de travamento significa intervalos de frequência que permitem ao PLL manter o travamento (e rastrear mudanças) com o sinal de entrada. Por outro lado, uma faixa de captura é o intervalo de frequências pelo qual um PLL pode obter um travamento com sinais de entrada.
Das duas, a faixa de travamento é maior.
Conclusão
Chegamos ao fim do nosso artigo e esperamos que você esteja mais informado sobre o PLL LM565. Para mais dúvidas, entre em contato conosco. Estamos sempre à disposição.
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