Nixie-cső

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Egy GN-4 Nixie-cső tíz számjegye

A Nixie-cső vagy másik nevén számkijelző cső[1] egy gázkisüléses elektroncső; egy elektronikai eszköz, amelyet számjegyek és egyéb információk kijelzésére használtak a LED és az LCD kijelzők elterjedése előtt. A szerkezet lényegében egy üvegcső, amelyben egy drótháló (anód) és több különböző számjegy, vagy egyéb szimbólum alakú katód található. A Nixie-csövek általában a számjegyeket (0-9) és a tizedespontot tudják megjeleníteni (esetleg egyet-egyet a számjegy mindkét oldalán), de bármely más szimbólum megjelenítésére képes lehet. Ha valamelyik katódot feszültség alá helyezik, körülötte színesen ragyogó gázkisülés jön létre. A kijelzés színét az üvegcsőben található kisnyomású gázkeverék határozza meg; de általában narancssárga és vörös között változik. Ez a gázkeverék általában nagyrészt neonból, kisrészt argonból és higanyból álló Penning keverék.[2]

Bár megjelenésében hasonlít az elektroncsőre, működése nem függ a fűtött katódról kilépő elektronok izzókatódos kibocsátásától. Ezért a glimmlámpához hasonlóan hidegkatódos működésű, azaz fogyasztása és hőleadása nem jelentős. Az ilyen csövek környezeti hőmérsékletű szobában ritkán haladják meg a 40 °C-ot, még a legextrémebb működési feltételek mellett is.[3]

Mivel a számok, illetve egyéb karakterek egymás mögött vannak elhelyezve, minden karakter különböző mélységben tűnik fel; ez jellegzetes megjelenést kölcsönöz a Nixie alapú kijelzőknek. Egy ehhez kapcsolódó másik eszköz a pixie-cső, amely szám alakú lyukakkal ellátott stencil maszkot használ katódok helyett. Egyes orosz Nixie-csövek, például az IN-14, fejjel lefelé fordított 2-es számjegyet használ az 5-ös helyett; feltehetőleg a gyártási költségek alacsonyan tartása miatt, mivel ennek nincs egyéb nyilvánvaló technikai, vagy esztétikai oka.

Minden egyes katód jellegzetes vörös-narancssárga színű neonfénybe borítható a katód és az anód közti, körülbelül 170 voltos, 1-2 milliamperes egyenárammal. Az áram-korlátozás néhány tízezer ohmos anód ellenállással valósul meg. A Nixie-csövek negatív ellenállást mutatnak, és fényüket jellemzően a gyújtófeszültségnél 20-30 volttal kisebb feszültségen is fenntartják. A különböző típusok között színvariációk figyelhetőek meg, ezt a felhasznált gázkeverékek eltérése idézi elő. A később gyártott, hosszabb élettartamú csövekben higanyt alkalmaztak a kilökődés (sputtering) csökkentésére,[3] miáltal a kibocsátott fény kék vagy lila árnyalatúvá vált. Néhány esetben ezeket a színeket az üvegre bevonatolt, vörös vagy narancssárga szűrők segítségével kiszűrik.

Alkalmazása és élettartama[szerkesztés]

Egy tipikus Nixie-cső

A nixie-csöveket numerikus kijelzőkként alkalmazták a korai digitális feszültségmérőkön, multimétereken, frekvencia-számlálókon és sok egyéb műszaki berendezésen. Megjelentek a kutató és katonai létesítményekben használt költséges digitális idő-megjelenítőkben; számos korai, elektronikus asztali számológépben - beleértve az 1961-es Sumlock-Comptometer ANITA Mk VII-et - és még az első elektronikus telefon-kapcsolótáblákban is. Később, a tizennégy-szegmenses formátumú, alfanumerikus változatait felhasználták a repülőterek arrival/departure (érkező/induló) tábláin, és a lyukszalagos gépek (stock ticker) kijelzőin. Néhány felvonó is nixie-csöveket használt az emeletek megjelenítéséhez.

NL-5441 típusú Nixie-csövek

A Nixie-csövek átlagos élettartama körülbelül 5000 (a legkorábbi típusok esetében), és 200 000 (a legutolsó bevezetett típusok esetében) üzemóra között változik. Nincs hivatalos definíció arra nézve, hogy a mechanikai hibát leszámítva mi számít a Nixie-cső élettartamának végének. Egyes források szerint,[4] a kibocsátott fény 50%-os csökkenése már nem elfogadható; bár a katódmérgezés miatt bekövetkező hiányos számjegy-kijelzés nem akadályozza a cső használatát, hasonlóképpen elfogadhatatlannak minősíthető. A Nixie-csövek érzékenyek a különböző meghibásodási módokra, beleértve:

  • egyszerű törés;
  • repedés, és a hermetikus tömítés szivárgása, amely lehetővé teszi a levegő belépését;
  • katódmérgezés, amely részben, vagy teljesen megakadályozza az alkatrész egy vagy több szimbólumának kivilágítását;
  • a fény villódzását, vagy kihunyását okozó megnövekedett feszültség;
  • az elektróda-fém üvegburára rakódása, amely blokkolja a katód fényét;
  • belső szakadás vagy rövidzárlat, amely lehet fizikai behatás vagy a porlasztódás (sputtering) következménye.

A Nixie-csövek meghatározott elektromos paraméterein kívüli működtetése felgyorsítja azok tönkremenetelét; különösen a túláram, amely megnöveli az elektródák porlasztódását (sputtering). A porlasztódás néhány esetben annyira szélsőséges volt, hogy az a Nixie-cső katódjainak teljes eltűnését eredményezte.

Még ma is számos, Nixie-csöves kijelzővel ellátott berendezés működik, bár nagy részük már legalább 30-40 éve folyamatosan üzemel. Ezek az alkatrészek - mivelhogy feleslegben vannak - könnyen elérhetők és nagyon alacsony költséggel beszerezhetők. Az egykori Szovjetunió területén, a Nixie-csöveket még az 1980-as években is nagy mennyiségben gyártották, így az orosz és a kelet-európai Nixie-csövek továbbra is kaphatóak.

A Nixie-cső egyik előnye, hogy a katódok az olvashatóság érdekében tipográfiailag megtervezettek és kialakítottak. A legtöbb fajtában a katódok nem számsorrendben helyezkednek el, hanem úgy, hogy az éppen világító előtti katódok csak minimálisan takarják ki azt. A számsorozat ritkán adott, az egyik lehetséges elrendezés elölről-hátulra: 6 7 5 8 4 3 9 2 0 1.[5]

Története[szerkesztés]

Systron-Donner frekvencia-számláló 1973-ból, Nixie-csöves kijelzővel

A Nixie-kijelzőket a Haydu Brothers Laboratories (melynek alapítói Haydu K. György, és Haydu Zoltán a második világháború elején kivándorolt magyar testvérpár), egy kis elektroncső-gyártó cég fejlesztette ki, és a Burroughs Corporation - amely megvásárolta a Haydu-t és bejegyeztette a Nixie védjegyet - mutatta be 1955-ben.[6] A „nixie” elnevezés a „NIX 1” szóból, a Numeric Indicator eXperimental No. 1 (kísérleti számkijelző No. 1) lerövidítéséből származik.[7] Ugyanilyen elven működő, hasonló eszközöket már az 1930-as években szabadalmaztattak; és 1954-ben a National Union Co. Inditron márkanév alatt forgalomba hozta az első sorozatgyártásban készült kijelző csöveket is. Mindazonáltal, ezek konstrukciója durvább, az átlagos élettartamuk rövidebb volt; és az összetett perifériájuk miatt nem volt sok alkalmazásuk sem.

A Burroughs vállalat birtokában volt egy másik Haydu cső, amely úgy is működhetett, mint egy digitális számláló; és közvetlenül egy Nixie-csöves kijelzőt vezérelt. Ez volt a trochotron, későbbi hivatalos nevén Beam-X Switch számlálócső, illetve másik nevén magnetron sugár-váltó cső, utalva a magnetronnal való hasonlóságára. A trochotronokat felhasználtak az UNIVAC 1101 számítógéphez, valamint órákhoz és frekvencia-számlálókhoz.

Más cégek is gyártottak néhány Nixie-szerű kijelzőt, melyet különböző védjeggyel láttak el, ilyenek voltak a Digitron, Inditron és Numicator. Ennek a kialakításnak több száz változatát hozta létre és gyártotta számos cég, az 1950-es évektől az 1990-es évekig.

Reneszánsza[szerkesztés]

Egy Nixie-óra
Egy Nixie-óra Steve Wozniak, az Apple társalapítója csuklóján

A modern digitális kijelzők esztétikájának elégedetlenségére hivatkozva, illetve az elavult technológiák iránti nosztalgikus szeretetből, a jelentős számú elektronikai rajongó az elmúlt években érdeklődést mutatott az újjáéledő Nixie-csövek iránt.[8] Az el nem adott csöveket, amelyek évtizedekig álltak a raktárakban, újból előhozták és használatba vették; a leggyakoribb alkalmazás a házi-készítésű digitális óra. Ez némileg ironikus, hiszen a fénykorukban, a Nixie-csöveket túl drágának gondolták a tömegpiaci fogyasztási cikkekhez, mint például az órákhoz. Ez utóbbi ugrásszerű kereslet miatt az árak jelentősen megemelkedtek, különösen a nagy csövek esetében. A legnagyobb ismert típus, amely gyűjtők kezében van, a Rodan CD47/GR-414 (220 mm magas),[9] példányait több száz dolláros darabáron adták el. De ezek nagyon ritkák, és csak a világ néhány területén találják meg őket a kitartó szerencsevadászok. A többi nagy típus (a megjelenített számjegy nagyobb, mint 25 mm) árai két-, három- vagy többszörösükre emelkedtek 1998 és 2005 között.[forrás?]

Jegyzetek[szerkesztés]

  1. Elektroncső. (Hozzáférés: 2013. február 13.)
  2. (Weston 1968, p. 334), (Bylander 1979, p. 65)
  3. ^ a b (Bylander 1979, p. 60)
  4. Weston 1968, p. 340
  5. KD7LMO Nixie Tube Clock
  6. ^'Solid State Devices--Instruments' article by S. Runyon in Electronic Design magazine vol. 24, 23 November 1972, p. 102, via Electronic Inventions and Discoveries: Electronics from its Earliest Beginnings to the Present Day, 4th Ed., Geoffrey William Arnold Dummer, 1997, ISBN 075030376X, p. 170
  7. Scientific American magazine, June 1973, p. 66
  8. Zorpette, Glenn: New Life For Nixies. IEEE Spectrum. (Hozzáférés: 2010. január 31.)
  9. Rodan CD47 tube. (Hozzáférés: 2013. február 13.)

Források[szerkesztés]

  • Bozó Balázs: A Nixie cső és a nixiecsöves óra. (Hozzáférés: 2013. február 12.)
  • Electronic Displays. McGraw Hill (1979). ISBN 0-07-009510-8 , Library of Congress Control Number (LCCN): 78-31849.
  • Electronic Counting Circuits. ILIFFE Books Ltd (1967) , Library of Congress Control Number (LCCN): 67-13048.
  • Cold Cathode Glow Discharge Tubes. ILIFFE Books Ltd (1968) , Library of Congress Control Number (LCCN): 68-135075, Dewey Decimal Classification: 621.381/51, Library of Congress Classification (LCC): TK7871.73.W44.

Ez a szócikk részben vagy egészben a Nixie tube című angol Wikipédia-szócikk fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

További információk[szerkesztés]

Kapcsolódó szócikkek[szerkesztés]