[發明專利]用于產生頻率參考的裝置及系統以及用于產生頻率參考信號的方法

在審

• 申請號: 201410273372.1
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104251880A
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 賈安戈·特朗布利;菲利普·米歇爾·納多
• 申請（專利權）人: 德州儀器公司
• 主分類號: G01N29/036
• 分類號: G01N29/036
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 路勇

技術領域

本發明一般來說涉及使用石英增強的光聲頻譜檢測及鎖定氣體的吸收頻譜。

背景技術

可出于各種原因(例如所涉及的頻率或所測量的材料)而使用許多形式的可用頻譜分析。針對每一形式的頻譜，可存在多種實施方法。舉例來說，可使用光源或x射線源作為用于測量氣體的頻譜的能量而執行氣體傳輸頻譜。用以執行頻譜氣體分析的另一方法可涉及使用兩種機制-氣體的光學激發及由經激發氣體形成的壓力波的測量的石英增強的光聲頻譜(QEPAS)。壓力波的形成及檢測可與氣體的特性吸收線一致。QEPAS可用于測量已知氣體樣本的濃度或其可用于確定未知氣體樣本的組合物。

發明內容

一種用于產生頻率參考的裝置包含耦合到集成池以基于由所述集成池中的聲學檢測器檢測的射頻(RF)產生的壓力波來產生頻率參考信號的頻率參考產生單元。

一種用于產生頻率參考的系統包含：聲學檢測器，其含納于集成池中，所述集成池進一步含有氣體；RF產生與調制單元，其耦合到RF發射器以產生并調制RF信號；所述RF發射器，其用以將所述RF信號發射到所述集成池中，且所述RF信號導致所述氣體中的狀態改變，所述狀態改變致使所述聲學檢測器振動。所述系統進一步包括耦合到所述聲學檢測器以檢測所述聲學檢測器的所述振動的改變的接收器。

一種用于產生頻率參考信號的方法包含：在含納于集成池中的聲學檢測器處發射RF信號，所述集成池進一步含有氣體；由所述聲學檢測器檢測通過由于所述RF信號的吸收引起的所述氣體的激發而產生的壓力波；及基于激發所述氣體的所述RF信號的頻率產生頻率參考信號。

附圖說明

針對本發明的示范性實施例的詳細說明，現在將參考所附圖式，其中：

圖1展示根據各種實施例的頻率參考產生器的框圖；

圖2展示根據各種實施例的頻率參考產生器的另一實例的框圖；及

圖3展示根據各種實施例的用于產生頻率參考信號的方法的流程圖。

符號及命名法

遍及以下說明及權利要求書使用特定術語來指特定系統組件。如所屬領域的技術人員將了解，公司可以不同名稱提及一組件。本文件不打算區分在名稱但非功能上不同的組件。在以下論述中及在權利要求書中，術語“包含(including)”及“包括(comprising)”是以開放式方式使用的，且因此應解釋為意指“包含但不限于…”。此外，術語“耦合(couple或couples)”打算意指間接或直接連接。因此，如果第一裝置耦合到第二裝置，那么所述連接可通過直接連接或通過經由其它裝置及連接的間接連接。

具體實施方式

以下論述針對于本發明的各種實施例。雖然這些實施例中的一或多者可為優選的，但所揭示的實施例不應被解釋為或以其它方式用作限制包含權利要求書的本發明的范圍。另外，所屬領域的技術人員將理解，以下說明具有廣泛應用，且對任一實施例的論述僅意欲為所述實施例的示范性的，且不打算暗示包含權利要求書的本發明的范圍限于所述實施例。

石英增強的光聲頻譜(QEPAS)涉及使用光學能量來激發材料(舉例來說，氣體)中的分子吸收狀態以測量所述材料的傳輸/吸收頻譜。分子吸收狀態可對應于在材料的頻譜中測量的吸收線。經激發狀態可呈各種形式(舉例來說，分子圍繞軸的旋轉或分子內的原子的振動)且可取決于氣體分子的結構。經激發狀態還可為能量相依的，其取決于激發能量的頻率或波長而轉化。舉例來說，光學激發可與氣體分子的振動狀態一致且在較高能量/頻率下發生。旋轉狀態可在較低能量/頻率下發生。添加到氣體分子的能量可接著由于所誘發分子振動而形成氣體內的壓力波。所述壓力波可接著由聲學檢測器(例如換能器、調諧音叉或懸臂)檢測。

光學能量可由一或若干激光器產生且可使其掃掠通過一頻率范圍。通過使激發能量掃掠通過一頻率范圍，可在所述范圍內對材料執行頻譜分析。氣體在所述范圍中的任何特性吸收線可通過QEPAS方法來測量。基于QEPAS的頻譜系統可為無源的(聲學檢測器可檢測壓力波)或有源的(聲學檢測器由系統電刺激且可檢測由于壓力波引起的振動頻率的改變)。