Войти
Десять цифр трубки Никси GN-4 A Трубка Никси (английский: ) или дисплей с холодным катодом, это электронное устройство, используемое для отображения цифр или другой информации с использованием тлеющего разряда.
Внутри сломанной трубки Никси Стеклянная трубка содержит проволочную сетку анод и несколько катодов, имеющих форму цифр или других символов. Подача энергии на один катод окружает его оранжевым тлеющим разрядом. Трубка заполнена газом под низким давлением, обычно в основном неоном и часто немного ртутью или аргоном в смеси Пеннинга.
Хотя по внешнему виду он напоминает вакуумную трубку, его работа не зависит от термоэлектронной эмиссии электронов с нагретого катода. Поэтому она называется трубкой с холодным катодом (форма газонаполненной трубки ) и является вариантом неоновой лампы. Такие лампы редко превышают 40 ° C (104 ° F) даже в самых суровых условиях эксплуатации в комнате при температуре окружающей среды. В вакуумных флуоресцентных дисплеях той же эпохи используется совершенно другая технология - у них есть нагретый катод вместе с управляющей сеткой и фасонными люминофорными анодами; В Nixies нет нагревателя или управляющей сетки, обычно с одним анодом (в виде проволочной сетки, не путать с управляющей сеткой) и профильных металлических катодов.
Частотомер Systron-Donner с 1973 года с дисплеем Nixie-tube Первые дисплеи Nixie были изготовлены небольшим производителем электронных ламп под названием Haydu Brothers Laboratories и представлены в 1955 г. Корпорация Берроуз, купившая Хайду. Имя Никси было получено Берроузом от «NIX I», аббревиатуры от «Числовой индикатор опыта № 1», хотя это могло быть бэкронимом, разработанным, чтобы оправдать воскрешение мифического существа. с этим именем. Сотни вариаций этой конструкции были произведены многими фирмами с 1950-х по 1990-е годы. Корпорация Burroughs представила "Nixie" и владела названием Nixie в качестве товарного знака . Дисплеи, подобные Nixie, изготовленные другими фирмами, имели торговые марки, включая Digitron, Inditron и Numicator. Подходящим общим термином является неоновая лампа для считывания показаний с холодным катодом, хотя фраза «трубка Никси» быстро вошла в обиход как общее название.
У Берроуза даже была другая трубка Хейду, которая могла работать как цифровой счетчик и напрямую управлять лампой Никси для отображения. Это было названо «трохотроном», в более поздней форме известное как счетная трубка «Beam-X Switch»; другое название было «магнетронная трубка переключения луча», имея в виду их происхождение от магнетрона с разделенным анодом. Трохотроны использовались в компьютере UNIVAC 1101, а также в часах и частотомерах.
Первые трохотроны были окружены полым цилиндрическим магнитом с полюсами на концах. Поле внутри магнита имело по существу параллельные силовые линии, параллельные оси трубки. Это была термоэлектронная вакуумная трубка; внутри находились центральный катод, десять анодов и десять «лопаточных» электродов. Магнитное поле и напряжения, приложенные к электродам, заставляли электроны образовывать толстый слой (как в магнетроне с резонатором), который шел только на один анод. Приложение импульса заданной ширины и напряжения к лопаткам продвигало лист к следующему аноду, где он оставался до следующего импульса продвижения. Направление счета определялось направлением магнитного поля и как таковое не было обратимым. Более поздняя форма трохотрона, получившая название Beam-X Switch, заменила большой тяжелый внешний цилиндрический магнит десятью небольшими стержневыми магнитами из металлического сплава, которые также служили электродами.
На этой трубке Никси ИН-19А (ИН-19А) отображаются символы, в том числе% и ° С. Счетные трубки с переносом тлеющего света, аналогичные по своей сути трохотронам, имели тлеющий разряд на одном из нескольких основные катоды, видимые сквозь верхнюю часть стеклянной оболочки. Большинство из них использовали газовую смесь на основе неона и считали по основанию-10, но более быстрые типы были основаны на аргоне, водороде или других газах, а для хронометража и подобных приложений было доступно несколько типов с основанием-12. Наборы «направляющих» катодов (обычно два набора, но некоторые типы имели один или три) между индикаторными катодами пошагово перемещали свечение на следующий основной катод. Типы с двумя или тремя наборами направляющих катодов могут рассчитывать в любом направлении. Хорошо известным торговым наименованием счетных трубок с переносом накала в Соединенном Королевстве было Декатрон. Типы с подключениями к каждому отдельному индикаторному катоду, которые позволяли предварительно установить состояние лампы на любое значение (в отличие от более простых типов, которые можно было напрямую сбросить только до нуля или небольшого подмножества их общего количества состояний), получили торговое название трубок Selectron.
Устройства, которые функционировали так же, как лампы Nixie, были запатентованы в 1930-х годах, а первые серийные дисплеи были представлены в 1954 году компанией National Union Co. под торговой маркой Inditron. Однако их конструкция была более грубой, их средний срок службы был короче, и они не смогли найти многих приложений из-за своей сложной периферии.
Самая распространенная форма трубки Никси имеет десять катодов в форме цифр от 0 до 9 (и иногда с десятичной точкой или двумя), но есть также типы, которые показывают различные буквы, знаки и символы. Поскольку числа и другие символы расположены один за другим, каждый символ появляется на разной глубине, что придает дисплеям на основе Nixie особый вид. Родственным устройством является трубка пикси, в которой используется трафаретная маска с отверстиями в форме цифр вместо фигурных катодов. Некоторые русские Nixies, например В ИН-14 (ИН-14) в качестве цифры 5 использовалась перевернутая цифра 2, предположительно для экономии производственных затрат, поскольку для этого нет очевидной технической или эстетической причины.
ИН-14 (ИН-14) Трубки Никси с надписью «25». 5 реализован в перевернутом положении 2. Каждый катод можно заставить светиться характерным неоновым красно-оранжевым цветом, приложив около 170 вольт DC при нескольких миллиампер между катодом и анодом. Ограничение тока обычно реализуется в виде анодного резистора на несколько десятков тысяч Ом. Nixies демонстрируют отрицательное сопротивление и обычно сохраняют свое свечение на 20–30 В ниже напряжения удара. Между типами можно наблюдать некоторые различия в цвете, вызванные различиями в используемых газовых смесях. В трубках с более длительным сроком службы, которые были изготовлены позже на временной шкале Nixie, была добавлена ртуть для уменьшения распыления, приводящего к синему или пурпурному оттенку излучаемого света. В некоторых случаях эти цвета отфильтровываются красным или оранжевым фильтрующим покрытием на стекле.
Одним из преимуществ трубки Никси является то, что ее катоды имеют типографский дизайн и форму для удобочитаемости. В большинстве типов они не размещаются в числовой последовательности сзади вперед, а располагаются так, чтобы катоды спереди минимально закрывали освещенный катод. Одно такое расположение - 6 7 5 8 4 3 9 2 0 1 спереди (6) к спине (1). В российских трубках ИН-12А (ИН-12А) и ИН-12Б (ИН-12Б) используется нумерация 3 8 9 4 0 5 7 2 6 1 спереди (3) на тыльную сторону (1), при этом цифра 5 обозначает верх. вниз 2. На трубках ИН-12Б имеется крайняя левая нижняя десятичная точка между числами 8 и 3.
На этом (без изоляции) ZM1210 видно сложенное расположение цифр в трубке Никси.. 
Пара индикаторных трубок NL-5441 Nixie Nixie использовалась в качестве цифровых дисплеев в ранних цифровых вольтметрах, мультиметрах, частотомерах и многих других. другие виды техники. Они также появились в дорогостоящих цифровых дисплеях времени, используемых в исследовательских и военных учреждениях, и во многих ранних электронных настольных калькуляторах , включая первые: Sumlock-Comptometer ANITA Mk VII 1961 года и даже первые электронные телефонные коммутаторы. Более поздние буквенно-цифровые версии в формате четырнадцатисегментного дисплея нашли применение в знаках прибытия / отправления аэропорта и в дисплеях биржевых тикеров. Некоторые лифты использовали Nixies для отображения номеров этажей.
Средняя долговечность трубок Никси варьировалась от примерно 5000 часов для самых ранних типов до 200000 часов или более для некоторых из последних типов, которые будут представлены. Не существует формального определения того, что является «окончанием срока службы» для Nixies, за исключением механической поломки. Некоторые источники предполагают, что неполное покрытие глифа свечением («катодное отравление ») или появление свечения в другом месте трубки неприемлемо.
Трубки Никси подвержены множественным сбоям, в том числе:
Выведение электродов за пределы установленных электрических параметров ускорит их выход из строя, особенно избыточный ток, который увеличивает разбрызгивание электродов. Несколько крайних примеров распыления даже привели к полному разрушению катодов с трубкой Никси.
Отравление катода можно уменьшить, ограничив ток через трубки до уровня значительно ниже их максимального значения, за счет использования трубок Никси, изготовленных из материалов, которые избегают этого эффекта (например, не содержат силикатов и алюминия), или программирующие устройства для периодического перебора всех цифр, чтобы активировать редко отображаемые.
В качестве доказательства их долговечности и долговечности оборудования, в которое они включены, по состоянию на 2006 год несколько поставщиков все еще предоставляют обычные типы трубок Nixie, такие как запчасти новые, в оригинальной упаковке. Оборудование с дисплеями с Nixie-трубками в отличном рабочем состоянии все еще в изобилии, хотя большая его часть часто используется в течение 30–40 лет или более. Такие предметы легко найти в излишках и получить при очень небольших затратах. В бывшем Советском Союзе в 1980-х годах никси все еще производились в больших количествах, поэтому российские и восточноевропейские никси все еще доступны.
Другие технологии числовых дисплеев, которые используются одновременно, включают столбчатые прозрачные пленки с подсветкой («дисплеи термометров»), световые трубки, обратную проекцию и световодные дисплеи с боковой подсветкой (все с использованием отдельных ламп накаливания или неоновых лампочек для освещения), Numitron индикаторы накаливания, семисегментные дисплеи Panaplex и вакуумные люминесцентные лампы отобразить трубок. До того, как трубки Никси стали заметными, большинство цифровых дисплеев были электромеханическими, с использованием шаговых механизмов для отображения цифр либо напрямую с помощью цилиндров с печатными цифрами, прикрепленными к их роторам, либо косвенно путем подключения выходов шаговых переключателей к индикаторным лампам.. Позже в некоторых старинных часах даже использовались ступенчатые переключатели для управления лампами Nixie.
лампы Никси были заменены в 1970-х годах на светодиоды (светодиоды) и вакуумные флуоресцентные дисплеи (VFD), часто в форме семи -сегмент отображает. VFD использует горячую нить накала для испускания электронов, управляющую сетку и покрытые люминофором аноды (аналогичные электронно-лучевой трубке ), форма которых предназначена для представления сегментов цифры, пикселей графического дисплея или полных букв, символы или слова. В то время как Nixies обычно требует 180 вольт для освещения, VFD требуют для работы только относительно низкого напряжения, что делает их более простыми и дешевыми в использовании. VFD имеют простую внутреннюю структуру, обеспечивающую яркое, резкое и беспрепятственное изображение. В отличие от Nixies, стеклянная оболочка VFD откачивается, а не заполняется определенной смесью газов при низком давлении.
Для управления Nixies были доступны специализированные микросхемы драйвера высокого напряжения, такие как 7441/74141. Светодиоды лучше подходят для низких напряжений, которые обычно используются в полупроводниковых интегральных схемах, что было преимуществом для таких устройств, как карманные калькуляторы, цифровые часы и портативные цифровые измерительные приборы. Кроме того, светодиоды намного меньше и прочнее, без хрупкой стеклянной оболочки. Светодиоды потребляют меньше энергии, чем VFD или лампы Nixie с той же функцией.
Часы Nixie с шестью трубками ZM1210, сделанные Telefunken 
Часы Nixie на запястье Стива Возняка, соучредителя Apple Inc. Ссылаясь на неудовлетворенность эстетикой современных цифровых дисплеев и ностальгическое пристрастие к стилизации устаревших технологий, значительное число энтузиастов электроники проявили интерес к возрождению Nixies. Нераспроданные лампы, которые десятилетиями лежали на складах, вывозятся и используются, причем наиболее распространенным применением является самодельные цифровые часы. Во время своего расцвета Nixies обычно считались слишком дорогими для использования в массовых потребительских товарах, таких как часы. Этот недавний всплеск спроса привел к значительному росту цен, особенно на большие трубки, что снова сделало мелкосерийное производство новых устройств жизнеспособным.
В дополнение к самой лампе, еще одним важным соображением является относительно высоковольтная схема, необходимая для приведения в действие лампы. Оригинальные интегральные схемы драйверов серии 7400, такие как драйвер декодера 74141 BCD, давно сняты с производства и встречаются реже, чем лампы NOS. Только «Интеграл» в Беларуси перечисляет 74141 и его советский аналог К155ИД1 как все еще производимые. Однако современные биполярные транзисторы с высоким номинальным напряжением теперь доступны дешево, например MPSA92 или MPSA42.
Портал электроники 