[發明專利]用于三重四極質譜儀中射頻發生系統的相位同步方法在審
| 申請號： | 202011165298.3 | 申請日： | 2020-10-27 |
| 公開（公告）號： | CN112422119A | 公開（公告）日： | 2021-02-26 |
| 發明（設計）人： | 程曉亮 | 申請（專利權）人： | 天津市英貝特航天科技有限公司 |
| 主分類號： | H03L7/093 | 分類號： | H03L7/093;H03L7/091;H01J49/26;H01J49/42;G01N27/62 |
| 代理公司： | 天津市尚文知識產權代理有限公司 12222 | 代理人： | 徐楊陽 |
| 地址： | 300450 天津市濱海新區自*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 用于 三重 質譜儀 射頻 發生 系統 相位 同步 方法 | ||
本發明公開了一種用于三重四極質譜儀中射頻發生系統的相位同步方法，包括以下步驟：正極桿及負極桿產生的正弦電壓經過采樣電路引到減法運算電路，得到兩電壓的差，即調頻波；然后對所述調頻波進行解調，從而得到調幅波包絡的脈動電流，所述脈動電流再經一階低通濾波器，濾去高頻噪聲，得到相應的調制信號，所述調制信號即為正極桿和負極桿的相位誤差轉化而來的誤差電壓；將誤差電壓和射頻電壓，引入到模擬乘法器中，完成射頻電源的相位跟蹤和相位補償。本發明提出并解決了三重四極桿的射頻相位同步問題，控制電壓為射頻系統中正極桿和負極桿的相位誤差，通過相位誤差的變化，來補償射頻電壓的相位，較簡單的實現了相位跟蹤和補償。
技術領域
本發明涉及三重四極質譜儀射頻發射系統，具體說是將無線電中的調制解調技術應用在三重四極質譜儀射頻發生系統進行相位跟蹤。
背景技術
三重四極質譜儀由于具有高靈敏度、分析速度快、樣品用量少等特點，因此作為常規的定量分析儀器，被廣泛的應用在軍事偵察、核工業、公安工作、及環境科學領域。三重四極質譜儀對離子的篩選采用電壓掃描的方式來實現。其原理是固定射頻電壓V的頻率，通過改變電壓U和V的值，可以使不同質量數的離子依次到達檢測器，從而實現對離子的篩選。
射頻發生系統是三重四極質譜儀的核心零部件，產生射頻電壓V，一方面用于離子的選擇，另一方面保證離子在四極桿中維持螺旋運動狀態，以致被選擇的離子最終能到達離子計數器。三重四極桿由一對正極桿和一對負極桿組成。其工作原理：待檢測的離子簇首先被吸引到正極桿1，射頻電壓V極性發生180°反轉，離子簇被吸引到負極桿1，V第二次反轉180°，離子簇被吸引到正極桿2，V第三次反轉180°，離子簇被吸引到負極桿2；如此循環往復，維持待檢測的離子簇在四級桿腔體內做螺旋運動。由原理可知，嚴格保證正極桿和負極桿的相位差始終維持在180°，是待選擇離子簇能順利到達離子計數器，并且最終能順利完成離子檢測的關鍵所在。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種用于三重四極質譜儀中射頻發生系統的相位同步方法。
為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：
一種用于三重四極質譜儀中射頻發生系統的相位同步方法，包括以下步驟：
質譜儀正極桿產生的正弦電壓U正為Uinsinω(t),負極桿產生的正弦電壓U負為Uinsin[ω(t)+π+ε],其中ε為正極桿和負極桿的相位誤差，首先U正和U負經過采樣電路引到減法運算電路，得到兩電壓的差，即調頻波；
然后對該調頻波進行解調，從而得到調幅波包絡的脈動電流，該脈動電流再經一階低通濾波器，濾去高頻噪聲，得到相應的調制信號，該調制信號即為正極桿和負極桿的相位誤差轉化而來的誤差電壓，該誤差電壓即為Ud(t)，該誤差電壓即為和相位誤差成正比的正弦電壓；
將誤差電壓Ud(t)和射頻電壓V，引入到模擬乘法器中，使Ud(t)的變化量反饋到射頻電壓的輸出，即相位的變化最終引起射頻電壓的變化，使誤差相位ε趨近于無窮小，完成射頻電源的相位跟蹤和相位補償。
所述模擬乘法器的增益為:
本方案的解調電路為雙向二極管檢波。
本發明提出并解決了三重四極桿的射頻相位同步問題，控制電壓為射頻系統中正極桿和負極桿的相位誤差，通過相位誤差的變化，來補償射頻電壓的相位，較簡單的實現了相位跟蹤和補償。
附圖說明
圖1為本發明實施提供的一種三重四極質譜儀中射頻發生系統相位跟蹤電路的結構框圖:
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