Les tubes Nixie soviétiques

L’afficheur à tubes Nixie fut développé par un petit fabricant de tubes électroniques appelé Haydu Brothers Laboratories, et fut commercialisé en 1954 par Burroughs Corporation qui déposa la marque Nixie. Ce nom provient de l’abréviation « NIX I » utilisée chez Burroughs, et signifiant « Numeric Indicator eXperimental No. 1 ». Des composants similaires au fonctionnement semblable avaient été développés dans les années 1920, et les premiers tubes d’affichage produits en série avaient été diffusés à la fin des années 1930 par la société National Union Co. et Telefunken. Cependant, leur finition était moins aboutie, et ils ne purent trouver de débouchés conséquents jusqu’à ce que l’électronique numérique atteigne un niveau suffisant de développement dans les années 1950.

Un tube Nixie est un composant électronique utilisé pour l’affichage de chiffres et d’autres informations. Il est constitué d’un tube de verre qui contient une anode en fil grillagé, et plusieurs cathodes qui ont la forme de symboles à afficher. Le tube est rempli d’un gaz à basse pression, d’habitude composé principalement de néon et souvent un peu de vapeur de mercure et/ou d’argon (on parle de mélange de Penning). Lorsqu’on applique une tension sur une cathode, celle-ci s’entoure d’un halo orange dû aux décharges dans le gaz.

Bien qu’un tube Nixie ressemble à un tube à vide, son fonctionnement n’est pas fondé sur l’émission thermoïonique d’électrons à partir d’une cathode chauffée. C’est un tube à cathode froide, ou une variante de la lampe néon. On obtient un halo rouge-orangé en appliquant une tension continue d’environ 170 V, sous quelques milliampères, entre une cathode et l’anode. La limitation du courant est habituellement réalisée à l’aide d’une résistance d’anode de quelques dizaines de milliers d’ohms. Tous les modèles n’ont pas exactement la même couleur, en raison des différences dans les matériaux et les mélanges gazeux utilisés.

Le plus souvent, les tubes Nixie possèdent dix cathodes qui ont la forme des chiffres arabes de 0 à 9, complétés parfois par un ou deux séparateurs de décimales. Il existe également des modèles qui peuvent afficher des lettres et symboles divers. Certains tubes Nixie d’origine soviétique, par exemple l’IN-14 (ИН-14 en cyrillique), utilisaient la même forme d’électrode pour le 2 et le 5, probablement pour réduire les coûts de fabrication, car il n’y a pas de raison technique ou esthétique évidente pour ce choix.

Les tubes Nixie étaient utilisés pour réaliser des afficheurs numériques pour les premiers modèles numériques de voltmètres, de multimètres, de fréquencemètres, des calculatrices, des balances et de nombreux autres appareils techniques. Ils ont également été mis en œuvre dans de coûteux chronomètres utilisés dans des établissements militaires et de recherche. Plus tard, des versions alphanumériques sous forme d’afficheurs 14 segments furent utilisées sur les tableaux d’arrivées/départs des aéroports, pour l’affichage des numéros des étages dans les ascenseurs, etc.

Les tubes Nixie ont une grande longévité (5000 heures d’utilisation). On trouve encore une profusion d’appareils à tubes Nixie en excellent ordre de marche, malgré une utilisation assez intensive au cours des 30 ou 40 dernières années. En Union soviétique, on a fabriqué en masse des tubes Nixie jusqu’à la fin des années 1980, c’est pourquoi les tubes Nixie soviétiques sont plus faciles à trouver et meilleur marché.

Un avantage des tubes Nixie est que ses cathodes ont des formes dessinées de façon à respecter la typographie, à être lues facilement. Dans la plupart des modèles, elles ne sont pas placées dans l’ordre numérique de l’arrière vers l’avant, mais disposées de façon que les cathodes situées en avant d’une cathode illuminée l’obscurcissent le moins possible.

Avant que les tubes Nixie ne se répandent, la plupart des afficheurs numériques étaient mécaniques, basés sur des commutateurs rotatifs. Les tubes Nixie ont eux-mêmes été supplantés dans les années 1970 par les diodes électroluminescentes (LED) et les afficheurs fluorescents (VFD). Les afficheurs fluorescents étaient plus simples que les tubes Nixie, plus lumineux, et surtout l’absence de la structure cathodique complexe permettait d’augmenter la résolution.

Les LED étaient mieux adaptées aux basses tensions utilisées par les circuits intégrés, ce qui était un avantage décisif (et parfois essentiel) pour des appareils portables qui apparaissaient à cette époque : calculatrices de poche, montres numériques et appareils de mesure portables. De plus, les LED étaient plus petites et plus robustes car elles ne possédaient pas d’ampoule scellée. Elles consommaient moins que les afficheurs fluorescents et les tubes Nixie.

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