[发明专利]一种质谱仪可调射频电源电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种质谱仪可调射频电源电路，通过调节该电路中受控电压源的输出电压和信号源的射频频率，使质谱仪能够获得不同的离子质荷比。

背景技术

质谱仪是一种化学分析仪器，用于分子质量精确测定与化合物分析。射频电源是其电路部分的核心部件。射频电源是质谱仪的四极杆、离子阱或者离子引导部分的驱动电源。其输出高频的交流电源，在质谱仪四级杆、离子阱或者离子引导部分的周围产生交变电场，质谱仪通过电场或磁场控制离子并监视产物运动来获得离子的质荷比。

目前使用较多的射频电源都是采用触发器、电感电容震荡产生高频信号，输出单一频率且幅值固定的高频高压电源。这种射频电源用于质谱仪中，只能获得在单一条件下的离子质荷比，如果需要测试其他条件下的质荷比则需要更换射频电源组件，流程繁琐并且增加了实验成本，浪费大量的时间。实际测试中为了提高测量数据的有效性，通常需要知道测试样品在何种频率、何种电压下产生的信号较强，离子质荷比的相对强度较高，从而得到更加精准有效的实验数据，为后期的理论分析提供便利。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在的不足之处，提供了一种输出电压和频率可以调节的射频电源，并且所述射频电源结构简单、稳定性好。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

本发明一种质谱仪可调射频电源电路包括可编程信号源电路、驱动电路、射频变压电路、阻抗变换电路、受控电压源电路。其特征在于可编程信号源电路的输出端与驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端与射频变压电路的输入端相连接，射频变压电路的输出端一路与阻抗变换电路的输入端相连接，另一路与负载相连接，阻抗变换电路的输出端与受控电压源电路的反馈端相连接，受控电压源电路的电压输出端与射频变压电路的电源输入端相连接，每块电路均由直流电源供电。可编程信号源电路输出高频信号，经驱动电路放大后去驱动射频变压电路的开关管，开关管的通断会使与之相连的高频变压器初级产生周期性的电流变化，该变化的电流经射频变压器耦合至次级输出，同时送至阻抗变换电路。阻抗变换电路将高压交流信号转换成低压直流信号并送至受控电压源的反馈端。射频变压电路的输出端与负载相连，为负载提供高压射频电压。射频电源可通过软件编程改变信号源的频率，通过电位器调节受控电压源的输出电压，从而达到控制射频电源频率和供电电压的目的。本发明相对于传统射频电源，利用可编程控制器实现了频率调节，利用以受控电压源电路和阻抗变换电路为核心的反馈电路实现射频电源可调稳压输出。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明中可编程信号源电路采用CPLD，通过软件编程实现输出频率可变的高频方波信号，从而使射频电源能够产生精准的、频率可调的高频信号。

2、本发明驱动电路采用高速MOS管驱动芯片驱动射频变压电路的MOS管，增强了MOS管的驱动能力，输出信号稳定，简化了电路。

3、本发明受控电压源采用的是开关稳压器，输出稳定的可调电压，通过调节电位器阻值的大小来调节开关稳压器输出电压，从而调节射频电源的供电电压，以达到调节射频电源输出电压的目的。

4、本发明将射频变压电路输出的高压射频电源经过阻抗变换电路反馈到受控电压源电路，受控电压源电路通过调节射频变压电路供电电压的占空比，从而调节射频电源的输出电压，使其输出保持稳定。

附图说明

图1为本发明的射频电源结构示意图；

图2为本发明的射频电源电路原理图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

在图1中，可编程信号源电路的输出端与驱动电路的输入端相连接，驱动电路的输出端与射频变压电路的输入端相连接，射频变压电路的输出端一路与阻抗变换电路的输入端相连接，另一路与负载相连接，阻抗变换电路的输出端与受控电压源电路的反馈端相连接，受控电压源电路的电压输出端与射频变压电路的电源输入端相连接，每块电路均由直流电源供电。