Nixie tüp - Nixie tube

GN-4 Nixie tüpünün on hanesi

Bir Nixie tüp ( İngilizce: / n ɪ k . S Ben bir / NIK -bakınız ) ya da soğuk katot ekran , bir bir elektronik için kullanılan aygıt numaraları veya başka bilgileri görüntüleyen kullanılarak ışıltılı bir tahliye .

Kırık bir Nixie tüpünün içinde

Cam tüp, bir tel örgü anot ve sayılar veya diğer semboller gibi şekillendirilmiş çoklu katotlar içerir . Bir katoda güç uygulamak, onu turuncu bir parıltı deşarjı ile çevreler . Tüp, düşük basınç, genellikle, çoğunlukla bir gazla doldurulur neon ve sık sık bir az cıva ya da argon , bir de, Penning karışımı .

Bir benzer olmasına rağmen , vakum borusu görünüşte, operasyon bağlı değildir , termiyonik salım arasında elektron ısıtılmış katottan. Bu nedenle bir soğuk katot tüpüdür (bir tür gazla doldurulmuş tüp ) ve neon lambanın bir çeşididir . Bu tür tüpler, ortam sıcaklığındaki bir odadaki en şiddetli çalışma koşulları altında bile nadiren 40 °C'yi (104 °F) aşar. Aynı çağa ait vakumlu floresan ekranlar tamamen farklı bir teknoloji kullanırlar—bir kontrol ızgarası ve şekilli fosfor anotları ile birlikte ısıtılmış bir katoda sahiptirler; Nixies'in ısıtıcı veya kontrol ızgarası yoktur, tipik olarak tek bir anot (bir kontrol ızgarası ile karıştırılmaması gereken bir tel örgü şeklinde) ve şekillendirilmiş çıplak metal katotlar.

Tarih

Nixie tüp ekranlı 1973'ten Systron-Donner frekans sayacı

İlk Nixie ekranları, Haydu Brothers Laboratories adlı küçük bir vakumlu tüp üreticisi tarafından yapıldı ve 1955'te Haydu'yu satın alan Burroughs Corporation tarafından tanıtıldı. Nixie adı , Burroughs tarafından "Numeric Indicator eXperimental No. 1"in kısaltması olan "NIX I"den türetilmiştir, ancak bu , efsanevi yaratığın bu adla çağrılmasını haklı çıkarmak için tasarlanmış bir arka ad olabilir . Bu tasarımın yüzlerce varyasyonu 1950'lerden 1990'lara kadar birçok firma tarafından üretildi. Burroughs Corporation, "Nixie"yi tanıttı ve bir ticari marka olarak Nixie adının sahibi oldu . Diğer firmalar tarafından yapılan Nixie benzeri ekranlar, Digitron , Inditron ve Numicator gibi ticari markalara sahipti . Uygun bir genel terim, soğuk katot neon okuma tüpüdür , ancak Nixie tüpü ifadesi , genel bir ad olarak yerel dile hızla girmiştir.

Burroughs, dijital bir sayaç olarak çalışabilen ve doğrudan görüntü için bir Nixie tüpünü çalıştırabilen başka bir Haydu tüpüne bile sahipti . Bu, daha sonra "Beam-X Switch" karşı tüpü olarak bilinen "Trochotron" olarak adlandırıldı; Başka bir isim, ayrık anotlu bir magnetrondan türetilmelerine atıfta bulunan "magnetron ışın değiştirme tüpü" idi . Trochotron'lar UNIVAC 1101 bilgisayarında, saatlerde ve frekans sayaçlarında kullanıldı.

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

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

Temel işlevde trokotronlara benzer olan ışıma transferi sayma tüpleri, cam zarfın tepesinden görülebilen bir dizi ana katottan birinde ışıma deşarjına sahipti. Çoğu, neon bazlı bir gaz karışımı kullandı ve taban-10'da sayıldı, ancak daha hızlı türler argon, hidrojen veya diğer gazlara dayanıyordu ve zaman işleyişi ve benzeri uygulamalar için birkaç taban-12 tipi mevcuttu. Gösterge katotları arasındaki "kılavuz" katot setleri (genellikle iki set, ancak bazı tiplerde bir veya üç tane bulunur) ışımayı adım adım bir sonraki ana katoda taşıdı. İki veya üç set kılavuz katotlu tipler her iki yönde de sayılabilir. İçinde parlayan transferi sayaç tüpler için iyi bilinen bir ticaret unvanı Birleşik Krallık oldu Dekatron . Tüpün durumunu herhangi bir değere önceden ayarlamayı sağlayan her bir gösterge katoduna bağlantılı tipler (sadece doğrudan sıfıra veya toplam durum sayısının küçük bir alt kümesine sıfırlanabilen daha basit tiplerin aksine), ticari olarak Selectron tüpleri olarak adlandırılırdı .

Nixie tüpleriyle aynı şekilde çalışan cihazların patenti 1930'larda alındı ​​ve ilk seri üretilen ekran tüpleri 1954'te National Union Co. tarafından Inditron markası altında tanıtıldı. Ancak yapıları daha kabaydı, ortalama ömürleri daha kısaydı ve karmaşık çevreleri nedeniyle pek çok uygulama bulamadılar.

Tasarım

Nixie tüpünün en yaygın biçimi, 0'dan 9'a kadar rakamlar (ve bazen bir veya iki ondalık nokta) şeklinde on katoda sahiptir, ancak çeşitli harf, işaret ve semboller gösteren türleri de vardır. Rakamlar ve diğer karakterler birbiri ardına dizildiğinden, her karakter farklı bir derinlikte görünür ve Nixie tabanlı ekranlara farklı bir görünüm kazandırır. İlgili bir cihaz, şekilli katotlar yerine rakam şekilli deliklere sahip bir şablon maskesi kullanan peri tüpüdür . Bazı Rus Nixies, örneğin ИH-14 (IN-14), belirgin bir teknik veya estetik neden olmadığı için muhtemelen üretim maliyetlerinden tasarruf etmek için 5 rakamı olarak baş aşağı 2 rakamını kullandı.

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

Her bir katot, bir katot ile anot arasında birkaç miliamperde yaklaşık 170 volt DC uygulanarak karakteristik neon kırmızı-turuncu renkte parlama yapılabilir . Akım sınırlaması normalde birkaç on binlerce ohm'luk bir anot direnci olarak uygulanır . Nixies negatif direnç gösterir ve parlaklıklarını tipik olarak darbe voltajının 20 V ila 30 V altında tutar. Kullanılan gaz karışımlarındaki farklılıklardan dolayı tipler arasında bazı renk farklılıkları gözlemlenebilir. Daha sonra Nixie zaman çizelgesinde üretilen daha uzun ömürlü tüplere , yayılan ışığa mavi veya mor bir renk veren püskürtmeyi azaltmak için cıva eklenmiştir . Bazı durumlarda, bu renkler cam üzerinde kırmızı veya turuncu bir filtre kaplaması ile filtrelenir.

Nixie tüpünün bir avantajı, katotlarının tipografik olarak tasarlanmış, okunabilirlik için şekillendirilmiş olmasıdır. Çoğu tipte, arkadan öne doğru sayısal bir sırayla yerleştirilmezler, ancak öndeki katotların yanan katodu minimum düzeyde gizleyeceği şekilde düzenlenirler. Böyle bir düzenleme önden (6) arkaya (1) 6 7 5 8 4 3 9 2 0 1'dir. Rus 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 düzenini kullanır, 5'i üsttedir aşağı 2. ИH-12B tüplerinde, 8 ve 3 sayıları arasında en altta bir ondalık nokta bulunur.

Uygulamalar ve kullanım ömrü

Bu (soyulmuş) ZM1210'da bir Nixie tüpündeki yığılmış rakam düzenlemesi görülebilir.
NL-5441 Nixie ekran tüpleri çifti

Nixies, ilk dijital voltmetrelerde , multimetrelerde , frekans sayaçlarında ve diğer birçok teknik ekipman türünde sayısal göstergeler olarak kullanıldı . Ayrıca, araştırma ve askeri kuruluşlarda kullanılan pahalı dijital zaman göstergelerinde ve ilki dahil olmak üzere birçok erken elektronik masaüstü hesap makinesinde göründüler: 1961'deki Sumlock-Comptometer ANITA Mk VII ve hatta ilk elektronik telefon santralleri . On dört segmentli ekran formatındaki sonraki alfanümerik versiyonlar, havalimanı geliş/kalkış işaretleri ve hisse senedi göstergelerinde kullanım buldu. Bazı asansörler, kat numaralarını görüntülemek için Nixies kullanıyordu.

Nixie tüplerinin ortalama ömrü, en eski tipler için yaklaşık 5.000 saatten, tanıtılacak son tiplerden 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, bir glifin (" katot zehirlenmesi ") eksik ışıma kapsamının veya tüpün başka bir yerinde ışıma görünümünün kabul edilmeyeceğini öne sürmektedir .

Nixie tüpleri, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birden fazla arıza moduna karşı hassastır:

  • Basit kırılma
  • Atmosferin girmesine izin veren çatlaklar ve hermetik conta sızıntıları
  • Bir veya daha fazla karakterin bir kısmının veya tamamının aydınlatılmasını engelleyen katot zehirlenmesi
  • Titremeye veya ışığın yanmasına neden olan artan çarpıcı voltaj
  • Püskürtme görünümünden katotları bloke cam zarf üzerine elektrot metal
  • Fiziksel suistimal veya püskürtmeden kaynaklanabilecek dahili açık veya kısa devreler

Nixies'i belirtilen elektrik parametrelerinin dışına çıkarmak, özellikle elektrotların sıçramasını artıran aşırı akım olmak üzere, ölümlerini hızlandıracaktır. Birkaç aşırı püskürtme örneği, Nixie-tüp katotlarının tamamen parçalanmasıyla bile sonuçlanmıştır.

Katot zehirlenmesi, etkiyi önleyen malzemelerden yapılmış Nixie tüplerinin kullanılmasıyla (örneğin silikat ve alüminyum içermemesiyle) tüplerden geçen akımı maksimum değerlerinin önemli ölçüde altına sınırlayarak veya cihazları periyodik olarak döngü yapacak şekilde programlayarak azaltılabilir. nadiren görüntülenenler etkinleşsin diye tüm rakamlar.

Bunların ve bunları birleştiren ekipmanın uzun ömürlülüğünün bir kanıtı olarak, 2006'dan itibaren birçok tedarikçi, orijinal ambalajında ​​yeni, yedek parça olarak hala yaygın Nixie tüp tiplerini sağlamaktadır. Nixie-tube ekranlara sahip mükemmel çalışma koşullarındaki ekipman, çoğu 30-40 yıl veya daha uzun süredir sık ​​kullanımda olmasına rağmen hala bol miktarda bulunmaktadır. Bu tür eşyalar kolaylıkla fazlalık olarak bulunabilir ve çok az masrafla elde edilebilir. Eski Sovyetler Birliği'nde, Nixies 1980'lerde hala hacim olarak üretiliyordu, bu nedenle Rus ve Doğu Avrupa Nixies hala mevcut.

Alternatifler ve ardıllar

Aynı anda kullanımda olan diğer sayısal görüntüleme teknolojileri arasında arkadan aydınlatmalı sütunlu asetatlar ("termometre ekranları"), ışık boruları, arkadan projeksiyon ve kenardan aydınlatmalı ışık kılavuzu ekranları (tümü aydınlatma için ayrı akkor veya neon ampuller kullanır), Numitron akkor filament okumaları, Panaplex yedi segmentli ekranlar ve vakumlu floresan ekran tüpleri. Nixie tüpleri öne çıkmadan önce, sayısal ekranların çoğu elektromekanikti ve basamakları görüntülemek için basamak mekanizmalarını kullanarak ya doğrudan rotorlarına bağlı basılı sayıları taşıyan silindirler kullanarak ya da dolaylı olarak adım anahtarlarının çıkışlarını gösterge ampullerine bağlayarak. Daha sonra, birkaç eski saat, Nixie tüplerini sürmek için bir tür kademeli anahtar bile kullandı.

Nixie tüplerinin yerini 1970'lerde ışık yayan diyotlar (LED'ler) ve genellikle yedi segmentli ekranlar biçimindeki vakumlu floresan ekranlar (VFD'ler) aldı . VFD, elektronları yaymak için sıcak bir filament, bir kontrol ızgarası ve bir rakamın segmentlerini, bir grafik ekranın piksellerini veya tam harfleri, sembolleri veya kelimeleri temsil edecek şekilde şekillendirilmiş fosfor kaplı anotlar ( katot ışın tüpüne benzer ) kullanır. Nixies tipik olarak aydınlatmak için 180 volt gerektirirken, VFD'lerin çalışması için yalnızca nispeten düşük voltajlar gerekir, bu da kullanımlarını daha kolay ve daha ucuz hale getirir. VFD'lerin basit bir iç yapısı vardır, bu da parlak, keskin ve engelsiz bir görüntü sağlar. Nixies'ten farklı olarak, bir VFD'nin cam zarfı, düşük basınçta belirli bir gaz karışımıyla doldurulmak yerine boşaltılır.

Nixies'i sürmek için 7441/74141 gibi özel yüksek voltajlı sürücü çipleri mevcuttu. LED'ler, yarı iletken entegre devrelerin tipik olarak kullandığı düşük voltajlara daha uygundur; bu, cep hesaplayıcıları, dijital saatler ve el tipi dijital ölçüm cihazları gibi cihazlar için bir avantajdı. Ayrıca, LED'ler kırılgan bir cam zarf olmadan çok daha küçük ve daha sağlamdır. LED'ler, aynı işleve sahip VFD'lerden veya Nixie tüplerinden daha az güç kullanır.

Miras

Telefunken tarafından yapılan altı ZM1210 tüplü bir Nixie saat
Apple Inc.'in kurucu ortağı Steve Wozniak'ın bileğinde bir Nixie saat .

Modern dijital ekranların estetiğinden memnuniyetsizliği ve eski teknolojinin stiline nostaljik bir düşkünlükten bahseden önemli sayıda elektronik meraklısı, Nixies'i canlandırmaya ilgi gösterdi. Onlarca yıldır depolarda bekleyen satılmayan tüpler, en yaygın uygulama ev yapımı dijital saatlerde olmak üzere çıkarılıyor ve kullanılıyor. En parlak dönemlerinde, Nixies genellikle saatler gibi kitlesel pazar tüketim mallarında kullanım için çok pahalı olarak kabul edildi. Son zamanlarda talepteki bu artış, özellikle büyük borular için fiyatların önemli ölçüde artmasına neden oldu ve yeni cihazların küçük ölçekli üretimini yeniden uygulanabilir hale getirdi.

Tüpün kendisine ek olarak, bir diğer önemli husus, tüpü sürmek için gerekli olan nispeten yüksek voltaj devresidir. 74141 BCD kod çözücü sürücüsü gibi orijinal 7400 serisi sürücüler entegre devreleri uzun süredir üretimden kalkmıştır ve NOS tüplerinden daha nadirdir . Belarus'ta yalnızca "Integral" , 74141'i ve Sovyet eşdeğeri K155ID1'i hala üretimde olarak listeler. Bununla birlikte , MPSA92 veya MPSA42 gibi yüksek voltaj dereceli modern bipolar transistörler artık ucuza temin edilebilmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dış bağlantılar