Газорозрядний індикатор
Газорозрядний індикатор— іонний прилад для відображення інформації, що використовує розряд, що тліє. Порівняно з одиничним індикатором — неоновою лампою — має ширші можливості. Для виготовлення відображуючого пристрою заданої складності газорозрядних індикаторів потрібно менше, ніж потрібно для порівняння по складності пристрою одиничних неонових ламп.
Найбільш відомими серед газорозрядних є знакові індикатори типу Nixie tube, кожен з яких складається з десяти тонких металевих електродів (катодів), кожен з яких відповідає одній цифрі або знаку, при цьому вони включаються індивідуально. Електроди складені так, що різні цифри з'являються на різних глибинах, на відміну від плоского відображення, де всі цифри знаходяться на одній площині по відношенню до глядача. Трубка наповнена інертним неоном газом (або іншими сумішами газів) з невеликою кількістю ртуті. Коли між анодом та катодом прикладається електричний потенціал від 120 до 180 вольт постійного струму, поблизу катода виникає свічення.
Вольт-амперна характеристика газорозрядного індикатора схожа з вольт-амперною характеристикою неонової лампи і має нелінійність. Неприпустиме підключення газорозрядного індикатора безпосередньо до джерела напруги. У більшості випадків як обмежувач струму використовується баластний резистор.
Один із технічних недоліків газорозрядного індикатора полягає в тому, що цифри укладаються чаркою одна за одною, перекриваючи одна одну. Крім того, у разі рідкісного включення окремих індикаторних катодів та активності інших частинки металу, що розпорошується працюючими катодами, осідають на рідко використовуваних, що сприяє їх «отруєнню».Існує метод відновлення отруєних катодів підвищеним струмом.
Багаторозрядний індикатор типу "Nixie tube" називається "пандикон". Крім індикаторів типу Nixie tube, існують і газорозрядні індикатори інших типів: лінійні, сегментні (панаплекс) та інші.
Зміст
Перші газорозрядні індикатори Nixie були розроблені в 1952 братами Haydu і пізніше продані фірмі «Burroughs Business Machines». Назва "Nixie" вийшла від скорочення "NIX 1" - "Numerical Indicator eXperimental 1" ("цифровий індикатор експериментальний, розробка 1"). Назва закріпилася за всією лінійкою подібних індикаторів і стала номінальною. Зокрема, радянські індикатори ІН‑14 у закордонних каталогах записують як «IN‑14 Nixie».
З початку 1950-х до 1970-х років індикатори, побудовані на газорозрядному принципі, домінували в техніці. Пізніше вони були замінені вакуумно-люмінесцентними, рідкокристалічними дисплеями та світлодіодними індикаторами і стали досить рідкісними сьогодні. В даний час більшість найменувань газорозрядних індикаторів більше не провадиться.
Газорозрядні індикатори використовувалися в калькуляторах, у вимірювальному устаткуванні, у перших комп'ютерах, в аерокосмічній техніці та підводних човнах, у ліфтових покажчиках та для відображення інформації на фондовій біржі Нью-Йорка.
Деякі дослідники вважають, що приблизно за 10 років до винаходу індикатора типу «Nixie tube» було розроблено аналогічний за конструкцією прилад під назвою «індитрон». Автори даного винаходу припустилися помилки, не використавши окремий анод взагалі. Для того, щоб "засвітити" в такому індикаторі ту чи іншу цифру-катод, на неї потрібно, як і в звичайному газорозрядному індикаторі, подавати негативний потенціал. Аось позитивний потенціал подавали на сусідню цифру — вона й ставала на якийсь час анодом. Зрозуміло, що керувати таким індикатором досить важко, а відсутність сітчастого анода, що не пропускає частинки металу, що розпилюються з катодів, до передньої стінки балона, призводило до швидкого її помутніння. "Індитрон" був забутий, і газорозрядний індикатор незабаром довелося винаходити заново. Вижило незвичайних приладів зовсім небагато [1] .
Відродження
За останні роки популярність газорозрядних індикаторів зросла через їх незвичайний антикварний вигляд. На відміну від РК, вони випромінюють м'яке неонове оранжеве або фіолетове світло. Декілька компаній пропонують годинник та інші конструкції, в яких використовуються газорозрядні індикатори. Для корпусів таких годинників застосовується дерево, сталь, акриловий пластик. Як правило, такі годинники мають невеликий функціонал і несуть суто естетичну функцію.
Але не варто думати, що такий годинник обов'язково дорогий. Радіоаматор середньої кваліфікації, знайомий з правилами техніки безпеки при роботі з електроустановками до 1000 В, за представленими на численних сайтах описами без особливих зусиль виготовить схожий годинник самостійно при значно менших витратах.
Радянські газорозрядні індикатори представлені великим асортиментом лінійних, знакових, сегментних та матричних індикаторів.
Спеціально для керування газорозрядними індикаторами випускається (є зразки від 2014 р.) спеціальна мікросхема - високовольтний дешифратор К155ІД1 (аналог зарубіжної SN74141N).
Лінійні індикатори
Лінійні газорозрядні індикатори поділяються на безперервні з аналоговим керуванням та дискретні з цифровим керуванням.
Безперервні
Безперервні лінійні газорозрядні індикатори представленімоделямиІН-9таІН-13. На початку XX століття у Великій Британії існувала націнка на радіоприймачі, розмір якої визначався кількістю ламп у них. Це стримувало застосування масових апаратах індикаторів налаштування типу «магічне око», оскільки вони також вважалися радіолампами. Для вирішення цієї проблеми було розроблено газорозрядний прилад під назвою «тюнеон» (моделі 3184), який, на відміну від «магічного ока», лампою не вважався і не накладався націнкою. Пізніше були випущені інші прилади з аналогічним принципом дії.
Коли націнку скасували, «тюнеон» був майже забутий навіть у Великій Британії, проте потім пережив друге народження. Після початку масового поширення в СРСР наприкінці 1960-х років повністю напівпровідникової звукової апаратури постало завдання випуску економічного споживання струму немеханічного безперервного аналогового індикатора для неї. «Магічний очей», що має опосередковане напруження, мало підійшов для використання в такій апаратурі, оскільки часто його споживана потужність виявлялася більше, ніж у решти всіх вузлів апарату разом узятих. Також обсяг випуску надмініатюрного "магічного ока" прямого напруження типу 1Е4А був недостатній. І ось тоді радянські інженери згадали про «тюнеон». Так з'явилися прилади ІН-9 та ІН-13, розроблені спеціально для застосування як індикатори виключно в повністю напівпровідниковій апаратурі, що відповідають вимогам технічної естетики і добре узгоджуються з її дизайном. Вони виявилися настільки вдалими, що випускалися до середини 1990-х років, і знайшли застосування в різній техніці, від вольтметрів ЛАТРів до шкал стереофонічних УКХ-ЧМ тюнерів «Ласпі», індикаторів рівня в мікшерних пультах і терменвоксах тощо. значнекількість індикаторів ІН-9 та ІН-13 та апаратури з їх застосуванням.
Існує і ще одне, нестандартне, застосування індикаторів цих типів: з приладів, включених «на повну потужність» (щоб стовп, що світиться, займав всю довжину балона), складається саморобний семисегментний індикатор. Табло для спортзалів, яке працює на цьому принципі, описано в одному з номерів журналу «Радіо».
Дискретні
Дискретні лінійні газорозрядні індикатори представлені моделями ІН-20 і ІН-26 (з точкою, що переміщається), ІН-31, ІН-33, ІН-34-1, ІН-34-2, ІН-36, ІГТ1-256, ІГТ1-103Р , ІГТ2-103Р (зі стовпом довжини, що змінюється, складеним з точок). Багато дискретних лінійних індикаторів, з метою скорочення кількості висновків щодо кількості поділів, забезпечені функцією підрахунку імпульсів за принципом, що мало відрізняється від принципу дії декатрону.
У наші дні радіоаматори використовують індикатори цього типу, зокрема, ІН-33 та ІН-34-1, в саморобних конструкціях [2] [3] .
Знакові індикатори
Цей тип газорозрядних індикаторів є, мабуть, найвідомішим і найвідомішим. У більшості випадків словосполучення «газорозрядний індикатор» застосовується саме щодо них. Також відомо, що до початку 1970-х років у радянській технічній літературі стосовно таких індикаторів застосовувався нині майже забутий термін «цифрова лампа» (мабуть, калька з німецької «Ziffernröhre»).
Знакові індикатори представлені моделями зі знаками у вигляді цифр: ІН-1, ІН-2, ІН-4, ІН-8, ІН-8-2, ІН-12А, ІН-12Б, ІН-14, ІН-16, ІН- 17, ІН-18, зі знаками у вигляді букв, позначень фізичних величин та інших спеціальних символів: ІН-5А, ІН-5Б, ІН-7, ІН7А, ІН-7Б, ІН-15А, ІН-15Б, ІН-19А, ІН-19Б, ІН-19В.
Індикатори ІН-12 відомі тим, щовстановлювалися в електронні ваги 1261ВН-3ЦТ "Діна". Застосовуються вони і в інших пристроях, що збереглися до наших днів, зокрема, в ігровому автоматі «Кегельбан», пульті управління рентгенівського апарату РУМ-20М. Самі індикатори цього дефіциту не представляють. Індикаторам ІН-14 пощастило більше: збереглася значна кількість мікрокалькуляторів «Електроніка-155», «Іскра» різних моделей, різного роду вимірювальної лабораторної апаратури, де застосовані ці індикатори. Індикатори схожі на ІН-1 або ІН-4, застосовані в автоматах для розміну монет, малогабаритні ІН-2 — в автоматах з продажу квитків на приміські поїзди, відомості про екземпляри, що збереглися, також відсутні.
Багаторозрядних знакових газорозрядних індикаторів типу «пандикон» у радянській практиці поширення не отримали.