Ontwerp vervanger 74141 Nixie driver (Algemeen)

door Onno-I , 23-03-2025, 20:16 (7 dagen geleden) @ Otto
Gewijzigd door Onno-I, 23-03-2025, 21:05

Er is tegenwoordig super klein SMD-spul te krijgen. Ik heb daarom gekeken of het mogelijk zou zijn om een klein printje op de DIL-adapter te plaatsen met daarop vervangende elektronica voor de 74141. Ik denk dat het moet lukken met een CD4028 (of M74HC4028) in TSSOP behuizing:

Geniaal idee!

Het voordeel van dit IC, is dat het positieve uitgangen heeft. Daarmee zou je dus direct een transistor aan kunnen sturen.

Of je neemt een decoder met negatieve uitgangen en stuurt op de emitters. Dat heeft het voordeel dat van de meeste transistoren Ucbo hoger is dan Uceo zodat de kans op doorslag (een klein beetje) kleiner is.
Dan heb je ook een 74hct42 als mogelijkheid?

Om te voorkomen dat het printje volloopt met weerstanden, kies ik daarvoor de NHUMD12.

Daar heb je een punt, bij emittersturing heb je per transistor een weerstand. Hoewel... misschien kan het met 1 gemeenschappelijke.

Nu heb ik nog wel wat vragen. De 74141 mag maximaal 60 volt op de uitgang hebben, als het bijbehorende cijfer uit is. Ik dacht dat nixie-buizen altijd met een hogere spanning worden gevoed. Blijkbaar zal het niet aangestuurde cijfer niet naar de "plus drijven". Heeft iemand daar een verklaring voor? Als dat geen probleem is, voldoet de vervanger ruim aan de specificaties voldoen. Zowel de NHUMD12 als de diodes zijn gespecificeerd tot 80 V.

De anode van de nixie hangt op +90V, de brandspanning. De ontsteekspanning is typisch 110-120V. De overige kathodes "zweven" dus. Ik vermoed dat in het gas een negatieve lading hangt waardoor de andere kathodes niet snel zullen ontsteken.
Zolang er 1 cijfer wordt aangestuurd, zijn dus de andere cijfers vrijwel spanningsvrij en krijgen niet meer dan 90V als er in het gas iets van geleiding naar de anode is. Alleen bij het overschakelen is er een risico van piekjes.

Je ziet in oude (discrete) nixieschakelingen dat er transistoren worden gebruikt die 60-90V kunnen hebben. Dat werkt blijkbaar. Maar.. die schakelingen bevatten wel allerlei extra weerstanden die je nu niet wilt, of ook een clamping rail op 100V waar 10 weerstanden naartoe gaan.

Dat moet de reden zijn waarom bij de overgang van 7441 naar 74141 die zeners zijn toegevoegd.

Nog een idee: is er een TSSOP versie van de ULN2003/2004 resp. 2803/2804? Die bevatten 7 resp. 8 transistoren die (correctie!) 50V aankunnen. Ze zijn bedoeld voor relaissturing. Ik heb die eens toegepast om nixies aan te sturen. Vanaf elke transistor gaat een clampingdiode naar "+" aansluiting van het IC. Ik heb daar een 48V zener aan gehangen die zorgde dat de uitgangen niet boven (correctie) 50V uitkwamen. Werkte goed. Als je maar 1 zener nodig hebt, kun je een through-hole zener gebruiken.

Er zou ook een vergelijkbaar printje voor de HP-1820-0092 kunnen worden gemaakt. Er moet dan een viervoudige inverter worden toegevoegd. waarschijnlijk zal dat wel passen aan de onderkant:

Naar mijn idee is het mogelijk om met slechts 1-2 inverters en 2 diodes de BCD-input aan te passen, als je de uitgangen van je decoder omwisselt. idee is: D inverteren en uitgangen wisselen zodat uitgangen 0-7 de cijfers 7-0 aansturen.
Dan: als D " 0" is, ingangen B en C laag trekken via 2 diodes. Dat kan met TTL-ingangen direct, met CMOS moet je nog een pull-up weerstand per ingang toevoegen.
... met de CD4028 is het simpeler dan met een 7442:
De posting van Henk vdb laat zien dat de CD4028 de uitgangen 8 en 9 ook aanstuurt als D hoog is en B en C "1" zijn ipv "0". Je moet alleen de 9 aansturen met de 8 en andersom.
Je kunt een CD4028 dus aansturen met alleen een inverter in de D-lijn. Helpt dat? je zou een IC vervangen door een transistor + 2 weerstanden.