Декатрон

Опубликовано 31.03.2010 Ведущий Филипп Болгов

Из компонентов, применяемых в последнее время в основном для декоративных и развлекательных целей - следует отметить такую интересную лампу как декатрон.
Декатрон - многоэлектродная газоразрядная лампа с холодным катодом, предназначенная для работы в цифровых схемах счётчиков, регистров сдвига, коммутаторов, делителей частоты. Как правило, на одной лампе реализуется десятиразрядный (декадный счётчик), от этого и происходит название лампы Лампы-счётчики, в которых коэффициент деления отличен от десяти, также называются полиАтронами.
Декатроны представлены различными моделями, отличающимися габаритами, видом цоколя, устройством, предельной частотой счёта, продолжительностью наработки и иными параметрами, видом газового наполнения, и, соответственно, цветом свечения.
Наиболее проста конструкция двухимпульсного реверсивного декатрона. Вокруг единственного дискового анода расположены десять изолированных штырьков - индикаторные катоды. Между каждой парой соседних индикаторных катодов расположены два т. н. подкатода - первый и второй; все первые и все вторые подкатоды объединены двумя подкатодными шинами. Выходное напряжение снимается с резисторов, включенных между катодами и землёй. Таким образом, 10-разрядный счётчик-коммутатор имеет 13 выводов (анод, 10 катодов и 2 подкатода); существуют также декатроны-делители, в которых только один из десяти катодов имеет внешний вывод.
В состоянии покоя на подкатоды подаётся относительно небольшое положительное смещение относительно индикаторных катодов (30-40 Вольт). При подаче на анод постоянного положительного напряжения, достаточного для возникновения тлеющего разряд, разряд возникает между анодом и одним из индикаторных катодов. Разряд не может перейти ни на подкатоды (из-за положительного смещения), ни на соседние индикаторные катоды (подкатоды образуют эффективный барьер, а анодное сопротивление ограничивает ток разряда). Для того чтобы счёт начинался именно с нулевого катода, а не с произвольно загоревшегося, на нулевой катод подаётся сбрасывающий импульс напряжением 100-150 В.
Следует отметить несколько особенностей этих приборов.
Скорость счёта ограничена 10..100 килогерц для быстрых, водородных декатронов и единицами килогерц - для декатронов, заполненных инертными газами. При этом водородные декатроны менее надёжны и стабильны;
При долговременном удерживании разряда на одном из катодов ухудшаются эмиссионные свойства других катодов, и декатрон "стареет", однако это старение до известного предела обратимо. Декатроны восстанавливаются при быстром счёте, поэтому конструкторы многоразрядных счётчиков рекомендовали периодическую ротацию ламп разных разрядов;
Анодный ток декатронов ограничен значениями в десятые доли и единицы миллиампер, при этом рекомендуется подбирать рабочий ток в 1/2 максимального тока;
Следует строго соблюдать последовательность включения - вначале смещение, затем анодное напряжения, и в последнюю очередь - импульс сброса;
При построении многоразрядных счётчиков декатроны нельзя соединять между собой непосредственно. Обязателен согласующий каскад, выполненный на лампе, тиратроне или транзисторе.
По причине дефицитности декатронов, к любителям не так часто попадает более одного прибора одного и того же типа. Поскольку для изготовления часов этого мало, наиболее распространённой радиолюбительской конструкцией на декатроне является так называемая: "декатронная вращалка", множество схем которой можно найти в интернете. Это декоративный прибор, в котором декатрон заставляют считать периоды переменного напряжения в сети.
Из промышленного применения декатроны были вытеснены полупроводниковыми интегральными схемами ещё в 1970-е годы.