Dekatrons

Dekatrons jeb skaitītājlampa ir ar inertu gāzi pildīta daudzelektrodu gāzizlādes elektronu lampa ar aukstu katodu, kas paredzēta darbam digitālās shēmās (skaitītājos, nobīdes reģistros, komutatoros, frekvences dalītājos). Tā kā parasti viena šāda lampa veido desmit pozīciju jeb dekādes skaitītāju, no tā cēlies šīs ierīces nosaukums (latīņu: decem — "desmit"). 1970. gados dekatroni pamazām tika aizstāti ar pusvadītāju shēmām. Skaitītājlampas, kurām dalīšanas koeficients ir atšķirīgs no 10, sauc par poliatroniem.

Vēsture

Dekatronus sāka izmantot apmēram 1940. gadā. Šo ierīci ieteica firma "Ericsson" un tās nosaukums ir firmas preču zīme.

Uzbūve

Dekatronu baloni ir pildīti ar inertu gāzu maisījumu, kam pievienoti dejonizējoši piemaisījumi. Ātrdarbīgākie dekatroni tiek pildīti ar ūdeņradi. Vienkāršākajam divimpulsu reversīvajam dekatronam ir diskveida anods, ap kuru izvietoti 10 izolēti stienīši — indikatorkatodi. Starp katru blakus esošo indikatorkatodu pāri izvietoti divi tā saucamie apakškatodi — pirmais apakškatods un otrais apakškatods. Visi pirmie apakškatodi savienoti savā starpā ar pirmo apakškatodu līniju, tāpat arī otrie apakškatodi. Darbinot dekatronu, starp katodiem un zemi tiek ieslēgti rezistori, no kuriem noņem izejas spriegumu. Tādējādi dekāžu skaitītājam-komutatoram ir 13 izvadi — anods, 10 indikatorkatodi un divas apakškatodu līnijas. Dekatroniem, kurus paredzēts lietot kā dalītājus, ārējais izvads ir tikai vienam no 10 katodiem.

Darbības princips

Miera stāvoklī apakškatodi ir pieslēgti relatīvi nelielam (30 — 40 V) spriegumam attiecībā pret indikatorkatodiem. Pieslēdzot anodu pozitīvam spriegumam (tam jābūt tik lielam, lai varētu rasties mirdzizlāde — parasti 130-150 V, ātrdarbīgiem ūdeņraža dekatroniem 420-450 V), starp anodu un vienu no indikatorkatodiem sākas izlāde. Izlāde nevar pāriet uz apakškatodiem, jo tie ir pozitīvi lādēti attiecībā pret indikatorkatodiem, ne arī uz citiem indikatorkatodiem, jo apakškatodi veido pozitīvu "barjeru", bet izlādes strāvu ierobežo rezistors anodķēdē. Lai izlāde nesāktos no nejauša katoda, uz "nulles katodu" tiek padots 100-150 V impulss.
Lai izlādi pārvietotu uz blakus indikatorkatodu, vispirms uz pirmo apakškatodu padod īsu negatīvu impulsu, lai apakškatoda potenciāls kļūtu zemāks par katodu potenciālu — tad izlāde pārvietojas uz šo apakškatodu. Nākamo negatīvo impulsu ar vēl zemāku potenciālu padod uz otro apakškatodu un izlāde pārvietojas uz to. Impulsiem beidzoties, apakškatodu potenciāls pieaug un izlāde pāriet uz tuvāko indikatorkatodu — to, kurš tuvāks otrajam apakškatodam, nevis atpakaļ uz sākotnējo, kurš tuvāks pirmajam apakškatodam.
Pēc 10 impulsu pāriem izlāde nonāk sākuma punktā (nulles katodā). Potenciālu, kas rodas uz nulles katoda izvada, var padot uz nākamo dekatronu, tādējādi skaitot desmitus, simtus u.t.t..
Ja visi apakškatodi ir simetriski, dekatrons var darboties kā pulksteņa rādītāja virzienā, tā arī pretēji tam — atkarībā no tā, uz kuru apakškatodu līniju padod pirmo impulsu.

Izmantošana

Pirms pusvadītāju ierīču izgudrošanas un ieviešanas dekatronus izmantoja diskrētajā skaitļošanas tehnikā kā impulsu skaitītājus, kas vienlaicīgi bija arī indikatori (dekatronu katodi izlādes laikā spīd oranžsarkanā krāsā). Dekatroni bija visai lēndarbīgas ierīces — to darba frekvence bija daži kiloherci. Ātrdarbīgo ūdeņraža dekatronu skaitīšanas ātrums bija līdz 100 kHz, taču tie bija nestabili un nedroši darbā. Dekatrona parametrus pasliktina ilgstoša izlādes turēšana uz viena no katodiem pakāpeniska emisijas zuduma dēļ (emisiju var atjaunot, darbinot dekatronu ātras skaitīšanas režīmā, tādēļ aparatūras konstruktoriem bija jāparedz periodiska ātra dekatronu "rotācija"). Ieslēdzot dekatronu, spriegums uz tā elektrodiem jāpadod stingri noteiktā secībā — vispirms uz katodiem, tad anodu un tad var padot impulsu uz "nulles katodu".