Nixie tüp - Nixie tube - Wikipedia

Bir GN-4 Nixie tüpünün on hanesi

Bir Nixie tüp (İngilizce: /ˈnɪk.sben/ NIK-görmek ) veya soğuk katot ekranı,[1] bir elektronik kullanılan cihaz sayıları veya diğer bilgileri görüntüleme kullanma kızdırma deşarjı.

Kırık bir Nixie tüpünün içinde

Cam tüp bir tel ağ içerir anot ve çoklu katotlar, şeklinde rakamlar veya diğer semboller. Bir katoda güç uygulamak, onu turuncu bir kızdırma deşarjı. Tüp, genellikle çoğunlukla düşük basınçta bir gazla doldurulur. neon ve çoğu zaman biraz Merkür veya argon, içinde Penning karışımı.[2][3]

Her ne kadar bir vakum tüpü görünüşte operasyonu bağlı değildir Termiyonik emisyon nın-nin elektronlar ısıtılmış bir katottan. Bu nedenle a denir soğuk katot tüp (bir tür gaz dolu tüp ) ve bir varyantıdır neon lamba. Bu tür tüpler, ortam sıcaklığındaki bir odadaki en zorlu çalışma koşullarında bile nadiren 40 ° C'yi (104 ° F) aşar.[4] Vakumlu floresan ekranlar aynı çağdan tamamen farklı bir teknoloji kullanıyorlar - bir kontrol ızgarası ve şekilli fosfor anotları ile birlikte ısıtılmış bir katoda sahipler; Nixies'de ısıtıcı veya kontrol ızgarası, tipik olarak tek bir anot (bir kontrol ızgarası ile karıştırılmaması gereken bir tel örgü şeklinde) ve şekillendirilmiş çıplak metal katotlar yoktur.

Tarih

1973'ten itibaren Nixie tüp ekranlı Systron-Donner frekans sayacı

İlk Nixie ekranları Haydu Brothers Laboratories adlı küçük bir vakum tüpü üreticisi tarafından yapıldı ve 1955'te piyasaya sürüldü.[5] tarafından Burroughs Corporation, Haydu'yu satın alan. İsim Nixie Burroughs tarafından "Numeric Indicator eXperimental No. 1" in kısaltması olan "NIX I" den türetilmiştir,[6] bu bir backronym çağrışımı haklı çıkarmak için tasarlanmış bu isimdeki efsanevi yaratık. 1950'lerden 1990'lara kadar birçok firma tarafından bu tasarımın yüzlerce varyasyonu üretildi. Burroughs Corporation, "Nixie" yi tanıttı ve adı sahiplendi Nixie olarak marka. Diğer firmalar tarafından yapılan Nixie benzeri ekranların ticari markalı adları vardı: Digitron, Inditron ve Sayısal. Uygun bir genel terim soğuk katot neon okuma tüpüama ifade Nixie tüp anadili hızlı bir şekilde genel bir ad olarak girdi.

Burroughs'un bir başka Haydu tüpü bile vardı. dijital sayaç ve doğrudan ekran için bir Nixie tüpünü sürün. Bu, daha sonra "Beam-X Switch" sayaç tüpü olarak bilinen "Trochotron" olarak adlandırıldı; başka bir isim "magnetron ışın anahtarlama tüpü" idi ve bunların bir ayrık anot magnetron. Trokotronlar, UNIVAC 1101 bilgisayarın yanı sıra saatler ve frekans sayaçlarında.

İlk trokotronlar, uçlarında kutuplar olan içi boş silindirik bir mıknatısla çevriliydi. Mıknatısın içindeki alan esasen tüpün eksenine paralel paralel kuvvet çizgilerine sahipti. Termiyonik bir vakum tüpüydü; içinde merkezi bir katot, on anot ve on "kürek" elektrot vardı. Elektrotlara uygulanan manyetik alan ve voltajlar, elektronların yalnızca bir anoda giden kalın bir tabaka (boşluk magnetronda olduğu gibi) oluşturmasını sağladı. Maçalara belirli genişlik ve voltajlarda bir darbe uygulamak, tabakanın bir sonraki anoda ilerlemesini sağladı ve burada bir sonraki ilerleme darbesine kadar kaldı. Sayım yönü, manyetik alanın yönü ile belirlendi ve bu nedenle tersine çevrilebilir değildi. Beam-X Switch olarak adlandırılan daha sonraki bir trokotron formu, büyük, ağır dış silindirik mıknatısı, elektrot görevi gören on küçük dahili metal alaşımlı çubuk mıknatısla değiştirdi.

Bu HN-19А (IN-19A) Nixie tüpü,% ve ° C dahil olmak üzere sembolleri görüntüler.

Esas işlevi trokotronlara benzeyen kızdırma transfer sayma tüpleri, cam zarfın üstünden görülebilen bir dizi ana katottan birinde bir kızdırma boşalmasına sahipti. Çoğu neon bazlı bir gaz karışımı kullandı ve baz-10 olarak sayıldı, ancak daha hızlı tipler argon, hidrojen veya diğer gazlara dayanıyordu ve zaman işleyişi ve benzeri uygulamalar için birkaç baz-12 tipi mevcuttu. Gösteren katotlar arasında "kılavuz" katot setleri (genellikle iki küme, ancak bazı tiplerde bir veya üç tane vardı), ışımayı adım adım bir sonraki ana katoda taşıdı. İki veya üç set kılavuz katot içeren tipler her iki yönde de sayılabilir. Kızdırma transfer sayaç tüpleri için iyi bilinen bir ticari isim Birleşik Krallık oldu Dekatron. Tüpün durumunun herhangi bir değere önceden ayarlanmasını sağlayan her bir katoda bağlantıya sahip türler (yalnızca doğrudan sıfıra sıfırlanabilen basit türlerin veya toplam durumlarının küçük bir alt kümesinin aksine), ticari olarak adlandırıldı. Selectron tüpler.

Nixie tüpleriyle aynı şekilde çalışan cihazlar 1930'larda patentlendi ve seri üretilen ilk görüntüleme tüpleri 1954'te National Union Co. tarafından Inditron markası altında tanıtıldı. Bununla birlikte, inşaatları daha acımasızdı, ortalama ömürleri daha kısaydı ve karmaşık çevreleri nedeniyle pek çok uygulama bulamadılar.

Tasarım

Nixie tüpünün en yaygın biçimi, 0 ile 9 arasındaki rakamların (ve bazen bir veya iki ondalık nokta) şekillerinde on katoda sahiptir, ancak çeşitli harfleri, işaretleri ve sembolleri gösteren türleri de vardır. Sayılar ve diğer karakterler birbiri ardına düzenlendiğinden, her karakter farklı bir derinlikte görünür ve Nixie tabanlı ekranlara farklı bir görünüm verir. İlgili bir cihaz, peri tüpü, kullanan şablon şekilli katotlar yerine sayısal şekilli delikli maske. Bazı Rus Nixies, ör. ИH-14 (IN-14), açık bir teknik veya estetik neden olmadığı için muhtemelen üretim maliyetlerinden tasarruf etmek için basamak 5 olarak ters bir rakam 2 kullandı.

ИH-14 (IN-14) Nixie tüpleri "25" gösteriyor. 5, baş aşağı 2 ile uygulanır.

Her bir katot, yaklaşık 170 ° C uygulanarak karakteristik neon kırmızı-turuncu renkte parlatılabilir. volt DC birkaçında miliamper bir katot ve anot arasında. Akım sınırlaması normalde bir anot olarak uygulanır direnç birkaç onbinlerce ohm. Nixies sergisi negatif direnç ve parıltısını tipik olarak çarpma voltajının 20 V ila 30 V altında tutacaktır. Türler arasında, kullanılan gaz karışımlarındaki farklılıklardan kaynaklanan bazı renk farklılıkları gözlemlenebilir. Daha sonra Nixie zaman çizelgesinde üretilen daha uzun ömürlü tüpler, azaltmak için cıva eklenmiştir. püskürtme[4] yayılan ışığa mavi veya mor bir renk verir. Bazı durumlarda, bu renkler cam üzerindeki kırmızı veya turuncu bir filtre kaplamasıyla filtrelenir.

Nixie tüpünün bir avantajı, katotlarının tipografik olarak tasarlanmış ve okunabilirlik için şekillendirilmiş olmasıdır. Çoğu türde, arkadan öne doğru sayısal sırayla yerleştirilmezler, ancak öndeki katotlar yanan katodu minimum düzeyde gizleyecek şekilde düzenlenirler. Böyle bir düzenleme, önden (6) arkaya (1) 6 7 5 8 4 3 9 2 0 1'dir.[7][8] Rusça ИH-12A (IN-12A) ve ИH-12B (IN-12B) tüpleri, önden (3) arkaya (1) 3 8 9 4 0 5 7 2 6 1 numara düzenlemesini kullanır, 5 yukarı taraftır aşağı 2. ИH-12B tüpleri, 8 ve 3 sayıları arasında altta en sol ondalık noktaya sahiptir.

Uygulamalar ve ömür

Bir Nixie tüpündeki istiflenmiş rakam düzenlemesi bu (soyulmuş) ZM1210'da görülebilir.
Bir çift NL-5441 Nixie ekran tüpü

Nixies, erken dijital ortamda sayısal ekran olarak kullanıldı voltmetreler, multimetreler, frekans sayaçları ve diğer birçok teknik ekipman. Ayrıca araştırma ve askeri kuruluşlarda kullanılan maliyetli dijital zaman göstergelerinde ve birçok erken dönem elektronik masaüstünde göründüler. hesap makineleri ilki dahil: Sumlock-Comptometer ANITA Mk VII 1961 ve hatta ilk elektronik telefon santralleri. Sonra alfanümerik sürümler on dört bölümlü ekran format, havaalanı geliş / gidiş tabelalarında ve hisse senedi görüntüler. Biraz asansörler kat numaralarını görüntülemek için Nixies kullandı.

Nixie tüplerinin ortalama ömrü, en eski tipler için yaklaşık 5.000 saatten, piyasaya sürülecek son tiplerin bazıları için 200.000 saat veya daha fazlasına kadar değişiyordu. Nixies için "yaşamın sonunu" neyin oluşturduğuna dair resmi bir tanım yoktur, mekanik arıza hariç. Bazı kaynaklar[2] bir glifin tamamlanmamış ışıma kapsamını ("katot zehirlenmesi ") veya tüpün başka bir yerinde ışıma görülmesi kabul edilemez.

Nixie tüpleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birden çok arıza moduna duyarlıdır:

  • Basit kırılma
  • Çatlaklar ve hermetik mühür atmosferin girmesine izin veren sızıntılar
  • Katot zehirlenmesi bir veya daha fazla karakterin bir kısmının veya tamamının aydınlanmasını önlemek
  • Titreşime veya ışığın düşmesine neden olan yüksek çarpma voltajı
  • Püskürtme katotların görünmesini engelleyen cam zarf üzerine elektrot metali
  • Fiziksel suistimal veya püskürtme nedeniyle olabilecek dahili açık veya kısa devreler

Nixies'i belirtilen elektrik parametrelerinin dışında sürmek, ölümlerini, özellikle de aşırı akımları hızlandıracak ve bu da elektrotların sıçramasını artıracaktır. Birkaç aşırı püskürtme örneği, Nixie tüp katotlarının tamamen parçalanmasıyla bile sonuçlandı.

Katot zehirlenmesi, tüplerden geçen akımı maksimum değerlerinin önemli ölçüde altına sınırlayarak azaltılabilir,[9] Etkiyi engelleyen malzemelerden (örneğin silikat ve alüminyum içermeyen) yapılmış Nixie tüplerinin kullanılması veya nadiren görüntülenenlerin etkinleştirilmesi için tüm rakamlar arasında periyodik olarak geçiş yapmak için cihazların programlanması yoluyla.[10]

Uzun ömürlülüğünün kanıtı olarak ve onları içeren ekipmanın 2006 yılı itibarıyla Birçok tedarikçi, orijinal ambalajında ​​yeni, yedek parça olarak yaygın Nixie tüp tiplerini sağlamaya devam etmektedir.[kaynak belirtilmeli ] Mükemmel çalışma koşullarında Nixie-tüp ekranlı ekipman, çoğu 30-40 yıl veya daha uzun süredir sık ​​kullanımda olmasına rağmen hala bol miktarda bulunmaktadır. Bu tür ürünler kolaylıkla fazlalık olarak bulunabilir ve çok az masrafla elde edilebilir. Eski Sovyetler Birliği'nde, 1980'lerde Nixies hala toplu olarak üretiliyordu, bu nedenle Rus ve Doğu Avrupa Nixies hala mevcut.

Alternatifler ve halefler

Eşzamanlı olarak kullanılan diğer sayısal görüntüleme teknolojileri arasında arkadan aydınlatmalı sütunlu saydamlar ("termometre ekranları"), ışık boruları, arkadan projeksiyon ve kenar aydınlatması bulunur. ışık kılavuzu görüntüler (tümü bireysel kullanıyor akkor veya neon aydınlatma için ampuller), Numitron akkor filaman okumaları,[11] Panaplex yedi segmentli ekranlar ve vakumlu floresan ekran tüpler. Nixie tüpleri öne çıkmadan önce, sayısal ekranların çoğu elektromekanikti, rakamları doğrudan rotorlarına eklenmiş basılı rakamlar taşıyan silindirler kullanarak veya dolaylı olarak çıkışlarını kablolayarak görüntülemek için kademeli mekanizmalar kullanıyordu. adım anahtarları gösterge ampullerine. Daha sonra, birkaç eski saat, Nixie tüplerini sürmek için bir çeşit adım anahtarı bile kullandı.

1970'lerde Nixie tüplerinin yerini aldı. ışık yayan diyotlar (LED'ler) ve vakumlu floresan ekranlar (VFD'ler), genellikle şu şekilde yedi bölümlü ekranlar. VFD, elektronları yaymak için sıcak bir filaman, bir kontrol ızgarası ve fosfor kaplı anotlar (bir katot ışınlı tüp ) bir rakamın segmentlerini, grafiksel bir ekranın piksellerini veya tam harfleri, sembolleri veya kelimeleri temsil edecek şekilde şekillendirilmiştir. Nixies'in aydınlatılması için tipik olarak 180 volt gerekirken, VFD'lerin çalışması için yalnızca nispeten düşük voltajlar gerekir, bu da onları daha kolay ve daha ucuz hale getirir. VFD'ler parlak, keskin ve engelsiz bir görüntü sağlayan basit bir iç yapıya sahiptir. Nixies'den farklı olarak, bir VFD'nin cam zarfı, düşük basınçta belirli bir gaz karışımı ile doldurulmak yerine boşaltılır.

Gibi özel yüksek voltaj sürücü çipleri 7441/74141 Nixies'i sürmek için hazırdı. LED'ler, yarı iletkenin düşük voltajlarına daha uygundur. Entegre devreler tipik olarak, cep hesap makineleri, dijital saatler ve el tipi dijital ölçüm cihazları gibi cihazlar için bir avantajdı. Ayrıca, kırılgan bir cam zarf olmadan LED'ler çok daha küçük ve daha sağlamdır. LED'ler, aynı işleve sahip VFD'lerden veya Nixie tüplerinden daha az güç kullanır.

Eski

Altı ZM1210 tüplü bir Nixie saati Telefunken
Bileğinde bir Nixie saati Steve Wozniak, kurucu ortağı Apple Inc.

Modern dijital ekranların estetiğinden duyulan memnuniyetsizliği ve modası geçmiş teknolojinin stiline duyulan nostaljik sevgiyi öne sürerek, önemli sayıda elektronik meraklısı Nixies'i yeniden canlandırmaya ilgi gösterdi.[12] Onlarca yıldır depolarda bulunan satılmamış tüpler çıkarılıyor ve kullanılıyor, en yaygın uygulama ev yapımı dijital saatlerdir.[8][13][7] Altın çağlarında, Nixies genellikle saatler gibi toplu pazar tüketim mallarında kullanım için çok pahalı olarak görülüyordu.[7] Talepteki bu son artış, özellikle büyük borular için fiyatların önemli ölçüde artmasına neden olarak yeni cihazların küçük ölçekli üretimini yeniden uygulanabilir hale getirdi.

Borunun kendisine ek olarak, bir başka önemli husus, boruyu hareket ettirmek için gerekli olan nispeten yüksek voltajlı devredir. Orijinal 7400 serisi 74141 gibi sürücüler entegre devreler BCD kod çözücü sürücüsü uzun süredir üretim dışıdır ve daha nadirdir NOS tüpler. İçinde yalnızca "Integral" Belarus 74141'i listeler[14] ve Sovyet eşdeğeri K155ID1 [15] hala üretimde olduğu gibi. Ancak modern bipolar transistörler MPSA92 veya MPSA42 gibi yüksek voltaj değerlerine sahip olanlar artık ucuza satılmaktadır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ "Hesap Makinesi Ekranları". www.vintagecalculators.com. Arşivlenen orijinal 22 Ağustos 2013.
  2. ^ a b (Weston 1968, s. 334)
  3. ^ (Bylander 1979, s. 65)
  4. ^ a b (Bylander 1979, s. 60)
  5. ^ S. Runyon'un 'Katı Hal Cihazları - Aletler' makalesi Elektronik Tasarım dergi cilt. 24, 23 Kasım 1972, s. 102, Electronic Inventions and Discoveries: Electronics from its Early Beginnings to the Present Day, 4th Ed., Geoffrey William Arnold Dummer, 1997, ISBN  0-7503-0376-X, s. 170
  6. ^ Bilimsel amerikalı Haziran 1973, s. 66
  7. ^ a b c "Nixie tüp saatinin evi". nixieclock.net. Arşivlenen orijinal 2012-01-18 tarihinde. Alındı 2017-09-20.
  8. ^ a b "KD7LMO - Nixie Tüp Saati - Genel Bakış". ad7zj.net. 2014-01-17. Arşivlendi 2017-07-14 tarihinde orjinalinden. Alındı 2017-09-20.
  9. ^ "KD7LMO - Nixie Tube Clock - Donanım". ad7zj.net. 2014-01-17. Arşivlendi 2017-06-21 tarihinde orjinalinden. Alındı 2017-09-20.
  10. ^ "Chronotronix V300 Nixie Tüp Saati Kullanım Kılavuzu" (PDF). nixieclock.net. s. 6. Arşivlenen orijinal (PDF) 2012-01-05 tarihinde. Alındı 2017-09-20.
  11. ^ "Numitron Okuma". www.decodesystems.com. Arşivlenen orijinal 19 Ekim 2007.
  12. ^ Zorpette Glenn. "Nixies İçin Yeni Yaşam". IEEE Spektrumu. Arşivlendi 2009-08-31 tarihinde orjinalinden. Alındı 2010-01-31.
  13. ^ "Nixie Tube Clocks". nixieclock.net. Arşivlenen orijinal 2007-08-08 tarihinde. Alındı 2017-09-20.
  14. ^ "IN74141N". İntegral. Arşivlendi 14 Ocak 2018'deki orjinalinden. Alındı 19 Ekim 2017.
  15. ^ К155ИД1 [K155ID1] (Rusça). İntegral. Arşivlendi 16 Eylül 2016 tarihinde orjinalinden. Alındı 19 Ekim 2017.

daha fazla okuma

Dış bağlantılar