Decathron

Dekatron  es una lámpara de descarga de gas multielectrodo con cátodo frío , diseñada para trabajar en circuitos digitales de contadores , registros de desplazamiento , interruptores ( decatrones de conmutación ), divisores de frecuencia. Como regla general, se implementa un contador de diez dígitos ( década ) en una lámpara, de ahí proviene el nombre de la lámpara ( deca- : diez).

Los decatrones fueron reemplazados por circuitos integrados de semiconductores en la década de 1970 .

Dispositivo y principio de funcionamiento

El diseño de un decatrón reversible de dos pulsos es el más simple. Alrededor de un solo ánodo de disco hay diez cátodos indicadores de pines aislados . Entre cada par de cátodos indicadores vecinos hay dos llamados subcátodos: el primero y el segundo. Todos los cátodos primeros y segundos están conectados eléctricamente mediante dos barras colectoras de cátodos. El voltaje de salida se toma de las resistencias conectadas entre los cátodos y la "tierra". Así, un interruptor contador de 10 bits tiene 13 conductores eléctricos (ánodo, 10 cátodos y 2 grupos de subcátodos). También existen los decatrones divisores, en los que solo uno de los diez cátodos tiene una terminal externa.

En reposo, se aplica a los subcátodos una polarización positiva relativamente pequeña en relación con los cátodos indicadores ( 30-40 voltios ) . Cuando se aplica un voltaje positivo constante al ánodo, suficiente para causar una descarga luminiscente ( 130-150 V para decatrones lentos llenos de una mezcla de gases inertes , o 420-450 V para decatrones de alta velocidad llenos de hidrógeno ), una descarga ocurre entre el ánodo y uno de los cátodos indicadores. La descarga no puede pasar ni a los subcátodos (debido a la polarización positiva) ni a los cátodos indicadores vecinos (los subcátodos forman una barrera eficaz y la resistencia del ánodo limita la corriente de descarga). Para que el conteo comience precisamente desde el cátodo cero, y no desde uno encendido arbitrariamente, se aplica un pulso de reinicio con un voltaje de 100-150 V al cátodo cero.

Para mover la descarga al cátodo vecino, primero debe aplicar un pulso negativo corto al primer subcátodo. La amplitud del pulso debe ser suficiente para que el potencial del subcátodo caiga por debajo del potencial de los cátodos. Tan pronto como la polarización del subcátodo se vuelve negativa, la descarga se mueve de cátodo a subcátodo. El siguiente pulso negativo se aplica al segundo subcátodo con una ligera superposición con respecto al primero, como resultado, la descarga salta al segundo subcátodo. Cuando se elimina el segundo pulso, el potencial del segundo subcátodo aumenta y la descarga salta al cátodo indicador más cercano. Aunque todos los cátodos tienen el mismo voltaje en relación con el subcátodo común, solo se enciende el cátodo que está más cerca de la zona ionizada.

Después de aplicar diez pares de pulsos de control, la descarga describe un círculo completo. Si el diseño de los subcátodos es simétrico, entonces la lámpara puede cambiar la descarga entre los cátodos tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario a las agujas del reloj; para esto, es suficiente aplicar el primer pulso al segundo subcátodo y el segundo pulso al primero. sub-cátodo.

Decatrones soviéticos

Los decatrones soviéticos están representados por varios modelos que difieren en tamaño, tipo de base, dispositivo, frecuencia máxima de conteo, tiempo de operación y otros parámetros, tipo de llenado de gas y, en consecuencia, el color del resplandor.

Naranja : el color rojo brillante tiene decatrones A101, A102, OG4, OG9, A201.

El color azul del resplandor tiene dekatron A107.

Los decatrones A109, A110, OG7, OG8 tienen un color azul brillante .

Violeta : el color azul brillante tiene decatrones A103, A108.

El color violeta brillante tiene decatrones OG3.

Características de la aplicación

• La tasa de conteo está limitada a 10...100 kHz para decatrones rápidos llenos de hidrógeno y unidades de kilohercios para decatrones llenos de gases inertes. Al mismo tiempo, los decatrones de hidrógeno son menos fiables y estables.
• Cuando la descarga se mantiene durante mucho tiempo en uno de los cátodos, las propiedades de emisión de otros cátodos se deterioran y el decatrón “envejece”, sin embargo, este envejecimiento es reversible hasta cierto límite. Los decatrones se restauran con un conteo rápido, por lo que los diseñadores de contadores de varios dígitos recomendaron un cambio periódico de dispositivos en diferentes descargas.
• La corriente del ánodo de los decatrones está limitada a décimas y unidades de miliamperios, mientras que para aumentar la vida útil, se recomienda elegir la corriente de funcionamiento de los ánodos en aproximadamente la mitad de la corriente máxima permitida.
• Durante la operación, la secuencia de conmutación debe observarse estrictamente: primero la polarización, luego el voltaje del ánodo y, por último, el pulso de reinicio.
• Al construir contadores de varios dígitos, los decatrones no se pueden conectar directamente entre sí. Se requiere un amplificador entre etapas correspondiente, hecho en una lámpara , tiratrón o transistor .

Literatura

• Katsnelson BV, Kalugin AM, Larionov AS Dispositivos electrónicos de electrovacío y descarga de gas. - M. : Radio y comunicación, 1985. - S. 491-505.
• Zgursky V. S., Lisitsyn B. L. Elementos de visualización. - M.: Energía, 1980. - 304 p., il.