[实用新型]一种应用于射频多极杆的数字频率计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分析仪器检测技术，尤其是一种应用于射频多极杆的数字频率计。

背景技术

射频多极杆包括四极杆、六极杆、八极杆、射频-直流多极杆，其中最常用的是射频四极杆，射频四极杆是四极杆质谱的核心，它是由四根精密加工的四极杆以及分别施加于x、y方向两组高压高频射频组成的电场分析器。四根电极可以是双曲面也可以是圆柱型的电极；高压高频信号提供了离子在分析器中运动的辅助能量，这一能量是选择性的——只有符合一定数学条件的离子才能够不被无限制的加速，从而安全的通过四极杆分析器。所以射频信号的频率及幅值的精度和稳定度都要求非常高。同类多极杆质谱还未发现有专门针对多极杆实时测量射频信号频率和幅值的数字频率计。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种适用于多极杆质谱仪的数字频率计，能实现实时检测射频电压频率和幅值的变化。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种应用于射频多极杆的数字频率计，包括一微处理器，所述微处理器的输入端分别连接有将待检测的射频多极杆的电压信号转换为二进制信号的整形电路和保持待检测电压信号的峰值保持电路，所述微处理器的输出端连接有显示电路。

进一步作为优选的实施方式，所述微处理器为单片机，所述整形电路的输出端与单片机的计数器端口连接，所述峰值保持电路的输出端通过单片机的I/O端口与单片机内部的A/D转换模块连接。所述整形电路为比较器TL3016。所述峰值保持电路包括一检波二极管1N60，所述检波二极管1N60的阴极端经一由电阻和电容并联组成的延时电路接地并与单片机的I/O端口连接。所述显示电路为带背光的液晶显示模块。

进一步作为改进，所述单片机通过RS485通信端口连接有上位机。

本实用新型的有益效果是：本实用新型数字频率计通过整形电路，将待测的电压信号转换为二进制信号，并通过单片机的计数器对数字脉冲计数实现了频率的实时检测，通过峰值保持电路，增强了对幅值较低的射频电压信号的幅值检测能力，本实用新型数字频率计结构简单，成本低，精度高，适于质谱仪中的射频多极杆的电压幅值和频率的检测。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1是本实用新型数字频率计的原理框图；

图2是实施例中本实用新型频率计比较器和峰值保持电路的电路原理图；

图3是实施例中本实用新型频率计单片机及显示电路的电路原理图。

具体实施方式

常用的测频方法主要有直接测频法、直接测周法以及多周期测量法。多周期测量法是将被测信号和标准信号分别输入到两个计数器，其实际闸门时间不是固定值，而是被测信号周期的整数倍，因此消除了对被测信号计数时产生的±1Hz的计数误差，其精度仅与闸门时间和标准频率有关；直接测频法在高频段的精度较高，但在低频段的精度较低；直接测周法则恰恰相反。因为加在四极杆上射频频率比较高，因此用直接测频法精度比较高，能满足要求。

参照图1,一种应用于射频多极杆的数字频率计，包括一微处理器，所述微处理器的输入端分别连接有将待检测的射频多极杆的电压信号转换为二进制信号的整形电路和保持待检测电压信号的峰值保持电路，所述微处理器的输出端连接有显示电路。

在本实施例中，所述微处理器为STC12C5A60S2单片机，单片机外部时钟信号采用22.1184MHz晶振，以保证检测的精度。其内部有4个16位定时器/计数器，60k程序存储器，内部256字节RAM，高128字节SFR与普通RAM共用同一物理地址，另外还集成了片上1024字节的外部RAM。单片机的稳压直流电源采用双18V变压器经全波整流滤波产生±26V直流电压，正5V电源用LM2596-ADJ稳压产生稳定的5V电压，输出电流能达到1A；由于对负电压要求精度不高，所以负5V电源直接用5.1V稳压管实现。

参照图2,考虑到器件性能与价格等因素，选择高速低功耗比较器TL3016构成整形电路。比较器的两路输入为模拟信号，输出则为二进制信号，当输入电压的差值增大或减少时，其输出保持恒定。比较器TL3016上升延迟时间是7.6ns,在DC±5V供电时，输入电压范围是-3.75V～5V。带输出锁存功能。没有最低上升率限制，输出无振铃现象。