Кіріспе

Электрондық сандық дисплей құрылғысы

Никси түтігі (/lang/'/nɪ//k//.//s//iː/// NIKsee), немесе суық катодты дисплей – сандарды немесе басқа ақпаратты жарқыраған разрядты пайдалану арқылы көрсетуге арналған электрондық құрылғы. Шыны түтігінде сандар немесе басқа да символдар пішіндес көп катодтар және сымды торлы анод болады. Бір катодқа қуат бергенде ол қызғылт сары жарқыраған разрядпен қоршалғандай болады. Түтік көбінесе неон және аздаған аргон қоспасынан тұратын, төмен қысымды газбен толтырылады – бұл Пеннинг қоспасы деп аталады. Кейінгі Никси түтіктердің қызмет ету мерзімін ұзарту үшін, катодтың заластануын және шашырауын азайту мақсатында, аздаған мөлшерде сынап қосылды. Ол сырт көрінісімен вакуумдық түтікке ұқсас болғанымен, жұмысы қыздырылған катодтан электрондардың термиондық эмиссиясына байланысты емес. Сондықтан ол суық катодты түтік (газға толтырылған түтік түрі) және неон лампасының бір түрі болып табылады. Мұндай түтіктер тіпті ең қатал жұмыс жағдайларында бөлме температурасында да сирек жоғарылайды. Сол дәуірдегі вакуумдық люминесценттік дисплейлер мүлдем басқа технологияны қолданады – оларда басқару торы және пішінделген люминофор анодтары бар қыздырылған катод болады; Никси түтіктерде қыздырғыш немесе басқару торы болмайды, әдетте бір анод (сымды тор түрінде, оны басқару торымен шатастырмау керек) және пішінделген металл катодтар болады.

Дизайн

Никси түтігінің ең көп таралған түрінде 0-ден 9-ға дейінгі сандар пішінде он катод бар (кейде ондық нүкте немесе екеуі де кездеседі), бірақ әр түрлі әріптер, белгілер мен символдарды көрсетуге арналған түрлері де бар. Сандар мен басқа таңбалар бір-бірінің артында орналасқандықтан, әр таңба әртүрлі тереңдікте көрінеді, бұл Никси негізделген дисплейлерге ерекше сыртқы түс береді. Осыған ұқсас құрылғы – пикси түтігі, ол пішінделген катодтардың орнына, сандар пішіндес тесіктері бар шаблонды масканы пайдаланады. Кейбір ресейлік Никси түтікшелері, мысалы ИН 14 (IN 14), өндіріс шығындарын үнемдеу үшін 5 цифры ретінде 2 цифрын қолданған. Әрбір катодты катод пен анод арасында шамамен 170 вольт тұрақты ток пен бірнеше миллиампер ток беріп, ерекше неон қызыл-қызғылт түспен жарқырата білуге болады. Ток шектегіші әдетте он мыңдаған омдық анодтық резистор арқылы іске асырылады. Никсилер теріс кедергіге ие және олардың жарқылуын әдетте соққы кернеуінен 20-30 вольтқа дейін төмен ұстай алады. Түрлер арасында газ қоспаларының өзгешелігінен туындаған түс айырмашылықтары байқалады. Никси түтікшелерінің өмірлік мерзімін ұзарту үшін, кейінірек жасалғандарына сынап қосылған, ол қызаруды азайтуға көмектеседі. Ресейлік ИН 12А (IN 12A) және ИН 12Б (IN 12B) түтікшелері 3 8 9 4 0 5 7 2 6 1 сандық ретін алдыңғы жағынан (3) артқы жағына (1) қарай қолданады, мұнда 5 цифры кері 2 цифрынан жасалған. ИН 12Б түтікшелерінде 8 және 3 сандарының арасында төменгі сол жақ ондық нүктесі орналасқан.

Қолданылу түрлері мен пайдалану мерзімі

Никсилер бастапқы цифрлық вольтметрлерде, мультиметрлерде, жиілік санағыштарында және көптеген басқа да техникалық құралдарда сандық дисплейлер ретінде қолданылды. Олар сондай-ақ ғылыми-зерттеу және әскери мекемелерде пайдаланылған қымбат цифрлық уақыт дисплейлерінде, соның ішінде алғашқы электрондық үстел калькуляторларында, атап айтқанда 1961 жылғы Sumlock Comptometer ANITA Mk VII және тіпті алғашқы электрондық телефон станцияларында қолданылды. Кейінірек, он төрт сегментті дисплей форматындағы әріп-сандық нұсқалары әуежайлардағы келу/кету таблоларында және қор биржасының ақпараттық таблоларында қолданылды. Кейбір лифттер қабат номерін көрсету үшін Никсилерді пайдаланды. Никси түтіктерінің қызмет ету мерзімі ең ерте түрлері үшін шамамен 5000 сағаттан, кейінірек шығарылған түрлері үшін 200 000 сағатқа немесе одан да көпке дейін ауыспалы болды. Никсилердің «қызмет ету мерзімінің аяқталуы» деген ресми анықтама жоқ, механикалық бұзылуларды есепке алмай. Кейбір дереккөздерде, әсерді болдырмайтын материалдардан (мысалы, силикаттар мен алюминийден таза) жасалған Никси түтіктерін пайдалану, немесе сирек көрсетілетін сандарды белсенді ету үшін құрылғыларды барлық цифрлар бойынша периодты түрде ауыстыру бағдарламасы туралы айтылады. Олардың ұзақ қызмет ету мерзіміне және оларды қолданған құралдардың сенімділігіне куәлік ретінде, 2006 жылға дейін бірнеше жеткізушілер Никси түтіктерінің кең таралған түрлерін жаңа, бастапқы қаптамасында ауыстыру бөлшектері ретінде ұсынып келді. Никси түтігі бар дисплейлері жақсы жағдайдағы құрылғылар әлі де көптеп табылады, бірақ олардың көпшілігі 30-40 жыл немесе одан да көп уақыт бойы қолданылып келеді. Мұндай заттарды артық қалдық ретінде оңай табуға болады және оларды аз шығынмен алуға болады. Бұрынғы Кеңес Одағында Никсилер 1980-ші жылдарға дейін көптеп өндірілді, сондықтан ресейлік және Шығыс Еуропалық Никсилер әлі де қолжетімді.

Баламалар мен алмастырушылар

Басқа сандық дисплей технологияларына жарық құбырлары, артқы проекция және шеткі жарықтандырушы жарық жетекші дисплейлер (барлығы жарықтандыру үшін жеке қыздырғыш немесе неон шамдарын пайдаланады), Numitron қыздырғыш сүрек көрсеткіштері, Panaplex жеті сегментті дисплейлері және вакуумдық люминесцентті дисплей түтіктері кіреді. Никси түтіктері кең таралмас бұрын, көптеген сандық дисплейлер электромеханикалық болды, цифрларды тікелей көрсету үшін цилиндрлерді, олардың роторларына бекітілген сандармен немесе қадамдық коммутаторлардың шығыстарын индикаторлық шамдарға қосу арқылы қолданды. Кейіннен кейбір ескі сағаттар тіпті Никси түтіктерін іске қосу үшін қадамдық коммутатордың бір түрін пайдаланды. Никси түтіктері 1970 жылдары жарықдиодтармен (LED) және вакуумдық люминесцентті дисплейлермен (VFD) ығыстырылды, көбінесе жеті сегментті дисплейлер түрінде. VFD электрондарды шығару үшін ыстық жіпті, басқару торын және фосформен жабылған анодтарды (катодтық сәуле түтігіне ұқсас) пайдаланады, олар цифрлардың сегменттерін, графикалық дисплейдің пиксельдерін немесе толық әріптерді, символдарды немесе сөздерді бейнелейді. Никсиге жарықтандыру үшін әдетте 180 вольт қажет болса, VFD жұмыс істеу үшін салыстырмалы түрде төмен кернеуді қажет етеді, бұл оларды пайдалануды оңай және арзан жасайды. VFD қарапайым ішкі құрылымға ие, нәтижесінде жарқын, анық және кедергісіз кескін пайда болады. Никсиден айырмашылығы, VFD-нің шыны корпусы төмен қысымдағы газдардың белгілі бір қоспасымен толтырылмай, вакуумдалады. 7441/74141 сияқты Никсиді басқаруға арналған арнайы жоғары кернеулі драйверлік чиптер қол жетімді болды. LED жартылай өткізгіш интегралдық схемалар әдетте қолданатын төмен кернеуге жақсырақ сәйкес келеді, бұл кішкентай калькуляторлар, цифрлық сағаттар және қолмен ұсталатын цифрлық өлшеу құралдары сияқты құрылғылар үшін артықшылық болды. Сонымен қатар, LED әлдеқайда кішкентай және берік, сынғыш шыны корпусы жоқ. LED VFD немесе Никси түтіктерімен бірдей функцияны орындау үшін аз қуатты пайдаланады.

Мұра

Қазіргі заманғы цифрлық дисплейлердің эстетикасына қанағаттанбаушылықты және ескі технологияның стиліне деген ностальгиялық құштарлықты айта келе, көптеген электроника әуесқойлары Nixie құбырларын қайта жаңғыртуға қызығушылық танытты. Он жылдар бойы қоймаларда жатқан сатылмаған құбырлар енді қолданысқа енгізіліп, көбінесе үйде жасалған цифрлық сағаттарда пайдаланылуда. Nixie құбырлары өндіріс шарықталу кезеңінде сағаттар сияқты жаппай тұтыну тауарларында қолдануға тым қымбат деп есептелген. Соңғы кездегі сұраныстың өсуі бағаның айтарлықтай көтерілуіне, әсіресе үлкен құбырлардың бағасының өсуіне әкеп соқты, бұл жаңа құрылғыларды шағын көлемде өндіруді қайтадан мүмкін етті. Құбырдың өзінен басқа, құбырды іске қосуға қажетті салыстырмалы түрде жоғары кернеулі схема да маңызды мәселе болып табылады. 74141 BCD декодерлік драйвері сияқты бастапқы 7400 сериялы драйверлер интегралдық тізбектері ұзақ уақыттан бері өндірілмейді және NOS құбырларынан да сирек кездеседі. 74141 әлі де әртүрлі интернет-сатушылардан NOS ретінде қолжетімді, ал оның кеңестік аналогы K155ID1 әлі де өндірісте. Дегенмен, қазіргі заманғы жоғары кернеуге төтеп бере алатын биполярлы транзисторлар, мысалы MPSA92 немесе MPSA42 сияқты, қолжетімді және арзан.