Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Multimetr FlukeMultimetr Fluke
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nixie

21 Kwi 2004 20:35 3606 2
  • Użytkownik usunął konto  
  • Multimetr FlukeMultimetr Fluke
  • Poziom 43  
    2. WYWIETLACZE NIXIE

    Historia

    Wywietlacz Nixie zaprojektowali w roku 1952 dwaj bracia, węgierscy emigranci zamieszkali w Stanach Zjednoczonych George i Zoltan Haydu. Byli oni włacicielami firmy produkujacej lampy elektronowe i inne podzespoły stosowane w ówczesnych urządzeniach elektronicznych, głównie dla zastosowań militarnych (m.in. pierwsze alianckie radary, stosowane podczas bitwy o Wielką Brytanie, były wykonywane w oparciu o podzespoły braci Haydu).

    W 1953 prawa do produkcji wywietlaczy Nixie zakupiła firma Burroughts Corporation, jeden z największych producentów biurowych maszyn liczących na tamte czasy.. Nad projektem wdrożenia wywietlaczy NIXIE do masowej produkcji czuwał Saul Kuchinsky, który nadał mu nazwe Numerical Indicator eXperimental -1, czyli w srócie NIX -1. Nazwe uproszczono i przekształcono w NIXIE, stało się to za sprawa popularnoci tych sklanych baniek w prasie fachowej. Nazwa, aż do dzis kojarzy się ze wiecącymi na pomarańczowo wywietlaczami.

    Panowanie lamp Nixie na wiecie trwało aż do początku lat siedemdziesiątych kiedy to bardzo szybko, z przyczyn praktycznych, zostały zastąpione przez wywietlacze LEDowskie. Nieco dłużej lampy NIXIE były stosowane w naszym kraju, a także w innych krajach należących do Bloku Wschodniego. Co było objawem technologicznego zacofania krajowego przemysłu elektronicznego. Jeszcze w drugiej połowie lat osiemdziesiątych firma Meratronik jeszcze produkowała laboratoryjne multimetry z wywietlaczami z lamp NIXIE (V-543, V-560) produkowanymi m.in.przez wrocławski Dolam.

    Budowa lamp NIXIE

    Lampy NIXIE zbudowane są z elektrod umieszczonych wewnątrz bańki szklanej z wypompowanym powietrzem, zastąpionym neonem pod niskim cinieniem. Jest jedna anoda wspolna dla całej lampy jest ona na przedzie bańki w kształcie siatki perforowanej zbudowanej najczęciej z szeciokątów lub kwadratów. Katody natomiast wyprofilowane są technologicznie na kształt wywietlanych znaków.



    5

    Niektóre lampy tego typu posiadały w bańce same cyfry, do innych dołączane były kropki dla liczb zmiennoprzecinkowych, inne posiadały wewnątrz tylko znaki graficzne okrelające dodawanie, odejmowanie, oznaczenia dla prądu zmiennego czy stałego itp.popularne w multimetrach laboratoryjnych. Zdarzały się także lampy segmentowe, których katody tworzyły segmenty dla wywietlanych znaków, co zwiększało możliwą iloc kombinacji wywietlanych. Pozwalało to na wywietlanie znaków alfanumerycznych.

    Do zasilania lamp NIXIE niezbędne jest ródło napięcia stałego o wartoci 130...170V (Zależne jest to od typu lampy). Napięcie to nazywane jest napięciem zaplonowym musi być przyłozone pomiedzy anode i jedną z katod, powodując zjonizowanie gazu wokól tej ostatniej i w konsekwencji wywietlenie znaku odpowiadającego danej katodzie. Należy pamiętać aby napięcie było skierowane "+" w kierunku anody i "i" w kierunku katody. Odwrotne podpięcie napięcia spowoduje wiecenie anody, czyli siatki przed znakami.

    Po zjonizowaniu gazu wewnątrz lampy ("zapaleniu znaku") napięcie pomiedzy anodą i katodą spada do wartoci roboczej co wymusza właczanie w szereg z którą elektrod (głównie anodą) rezystora szeregowego ograniczającego prąd. Te dane mozna znaleć w katalogach lamp NIXIE. Jonizacja gazu powoduje także to, że działa ona równiez jako stabilizator napięcia pomiędzy anoda i katodą. napięcie to jest nazywane roboczym i jest mniejsze od wartoci zapłonowej o jakie 8...10%. Wygaszenie gazu wokól katody jest możliwe po zmniejszeniu wrtoci napięcie przyłozonego pomiędzy anode i katode ponizej napięcia podtrzymania.

    Zaletą lamp NIXI jest mały prąd pobierany, sterowanie napięciowe, dokładnie odwzorowane cyfry, brak żarzenia, jak w innych wywietlaczach lampowych na przykład elektroluminescencyjnych. Wady natomiast to wysokie napięcie stałe je zasilajace, będące zagrożeniem zycia. Kłopotliwa jest także współpraca lamp typu NIXI z układami cyfrowymi. Produkowane kiedy wysokonapięciowe układy serii TTL 74141 wyszły juz prawie z użycia. Umozliwiały one wspołprace z wysokim napięciem stałym. Na wejcie podawało się sygnał BCD na poziomie TTL a wyjcia mogły sterować napięciem sterującym lampami.

    Podział wywietlaczy o zimnej katodzie

    Wywietlacze NIXIE dzielimy na: dekatrony, kształtne (matrycowe) i segmentowe.

    Dekatron jest to lampa typu NIXIE, w której znajduje się dziesięć katod i jedna anoda, napięcie podane pomiedzy anode i jedną z katod powoduje swiecenie odpowiedniej częsci lampy zazwyczaj w kształcie koła w którym każda cyfra jest odwzorowana jako inna katoda. Do tego anodą często był piercień wewnątrz koła.



    6

    Niektore dekatrony miały o wiele więcej niż 10 anod, były wykorzystywane we wskanikach swietlnych pokazujących na przykład wilgotnoć powietrza, wysterowanie wzmacniacza mocy, rzadziej w zegarach.Typowy dekatron wielo elektrodowy przedstawiono na obrazku ponizej.Dekatrony zostały w końcu całkowicie wyparte przez lampy NIXIE

    Rys. 2.2 Wielopunktowy dekatron GC10D

    Katody lamp NIXIE bez problemu mogą działac jako wyswietlacze cyfrowe. Okazuje się że działające pole elektryczne na katode w kształcie cyfry powoduje jej wiecenie. Możemy zaprojektować znak wietlny o każdym płaskim kształcie. Prócz cyfr 0,1,2,3...9, zdarzaly się wywietlacze posiadające w ramach swoich matryc podstawowe znaki arytmetyczne takie jak znak dodawania, odejmowania, mnożenia, dzielenia. Stosowane były często w zegarach jako dzielniki między godzinami a minutami.

    Segmentowe wywietlacze typu NIXIE posiadają o wiele większe mozliwoci, budowane były zazwyczaj w oparciu o 7, 15 segmentów umożliwiających wywietlenie wszystkich cyfr i liter, a także innych znaków. 15 segmentowe NIXIE były produkowane w Związku Radzieckim np. B5971, B7971 - rys. 2.4



    Rys. 2.3 Wygląd 10mm wywietlacza Rodan MG-17G

    Rys. 2.4 Wyswietlacz B7971 - Lampa ta posiada pietnacie segmentów (katod) , w różnych kombinacjach na tym wywietlaczu możliwe jest do wywietlenia 10 cyfr i wszystkie litery alfabetu łacińskiego. Znaki tutaj są wielkoci 62 mm.



    7

    Sterowanie wywietlaczy NIXIE z poziomu TTL

    Jak wiadomo kłopotliwe dla pracy w rodowiskach logicznych są wysokie napięcia slużace do wywietlania poszczególnych cyfr w wyswietlaczu NIXIE. Obecnie najczęciej stosowanym rozwiązaniem jest podłączenie wyjć dekoderów BCD/1 z 10 o otwartym kolektorze do baz wysokonapięciowych tranzystorów. Zdarzają się też w konstrukcjach amatorskich, koneserskich układy które z poziomu pracy mikroprocesora sterują tymi lampami.

    Do pracy z lampami NIXIE stworzono wyspecjalizowany układ, a zarazem sterownik z wbudowanym dekoderem BCD/1 z 10 o symbolu UCY 74141 / UCY 7441, obecnie już nieprodukowany. Jedyną obecnie produkowaną odmianą sa bardzo drogie układy 71414.Sposób połączenia wg noty katalogowej układu 74141 przedstawiono na schemacie nr 1.



    BCD

    Schemat nr 1. Sposób lączenia linii BCD z lampąZ574M wg noty katalogowej
  • Użytkownik usunął konto