[發明專利]具有偏置的容性跨阻放大器

有效

• 申請號: 201380028951.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN104335035B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: J·P·菲茨杰拉德
• 申請（專利權）人: 史密斯探測－沃特福特有限公司
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62;H01J49/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 孫向民,肖冰濱

1.一種光譜儀，該光譜儀包括：

檢測器，該檢測器包括：

包括輸入和輸出的放大器，所述輸出與電容器耦合；

與所述放大器的所述輸入耦合的收集器，該收集器被配置為收集接觸所述收集器的離子；以及

與所述放大器耦合的偏置電路，其中所述偏置電路被配置為選擇性地偏置所述放大器的所述輸出以將所述放大器的所述輸出維持在所述放大器的動態范圍內。

2.根據權利要求1所述的光譜儀，其中所述偏置電路包括電壓源，該電壓源被配置為產生電壓以偏置所述放大器的輸出電壓。

3.根據權利要求1所述的光譜儀，其中所述偏置電路包括可變放大率放大器。

4.根據權利要求3所述的光譜儀，該光譜儀還包括被配置成調制所述可變放大率放大器的放大率的控制電路。

5.根據權利要求4所述的光譜儀，其中所述控制電路包括處理器；

其中所述控制電路與所述放大器的所述輸出耦合；以及

其中所述控制電路基于所述放大器的所述輸出來調制所述可變放大率放大器的放大率。

6.根據權利要求3所述的光譜儀，該光譜儀包括與所述檢測器的輸出耦合的模擬-數字轉換器。

7.根據權利要求6所述的光譜儀，該光譜儀包括控制電路，該控制電路包括：

與所述模擬-數字轉換器耦合的處理器；以及

與所述處理器和所述可變放大率放大器耦合的數字-模擬轉換器。

8.根據權利要求7所述的光譜儀，其中所述控制電路被配置成控制所述可變放大率放大器的放大率以將所述檢測器的輸出維持在所述放大器和所述模擬-數字轉換器的動態范圍內。

9.根據權利要求1至8中任意一項權利要求所述的光譜儀，其中所述收集器被配置為所述放大器的反饋電容器的板中的一者。

10.根據權利要求1至8中任意一項權利要求所述的光譜儀，其中所述放大器包括具有電容器的運算放大器，該電容器被配置在所述運算放大器的反饋回路中。

11.根據權利要求10所述的光譜儀，其中所述收集器和所述電容器在相加結點處耦合；

其中所述相加結點與所述運算放大器的輸入耦合；以及

其中沒有其他組件與所述相加結點直接耦合。

12.根據利要求1至8中任意一項權利要求所述的光譜儀，其中所述放大器被配置為累積器，該累積器被配置為累積來自所述收集器的離子電流作為電壓。

13.根據權利要求1至8中任意一項權利要求所述的光譜儀，該光譜儀還包括與第二放大器耦合的第二收集器，該第二收集器被配置為接收離子至少直到離子峰值已經過去。

14.根據權利要求1所述的光譜儀，其中所述電容器被配置在所述放大器的反饋回路中，由此所述放大器和所述電容器被配置為將來自所述收集器的信號轉換為電壓。

15.根據權利要求14所述的光譜儀，其中所述偏置電路包括被配置在所述放大器的所述反饋回路中的選擇性可調節放大器。

16.根據權利要求1、14或15中任一權利要求所述的光譜儀，其中所述電容器包括至少所述收集器的一部分、容性板元件和布置在所述收集器和所述容性板元件之間的電介質。

17.根據權利要求1所述的光譜儀，其中所述放大器包括運算放大器，其中所述偏置電路包括選擇性可調節儀表放大器。

18.根據權利要求17所述的光譜儀，該光譜儀還包括被配置為調節所述儀表放大器的放大率的微處理器。

19.根據權利要求1至8、14、15、17或18中任一權利要求所述的光譜儀，其中所述光譜儀包括被配置為基本上在環境壓力下操作的離子遷移光譜儀。