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十年前参与过某型车载四极质谱仪的研发工作,本文是对其中一个难点-射频电源电路的分析提纲,分享给大家。虽然没有细节和计算过程,但是对分析人员理解四极工作原理还是非常有帮助的。
几点说明:
1.其中第四部分我有详细的计算过程,只是没有做任何说明,非研发人员用处不大,所以就不提供了。
2.请大家重点关注其中的几个公式,非常有意义。
欢迎大家批评指正!
听从版主的意见,对提纲做了一些补充说明和修改,重新发附件。真心希望能给需要的人提供些许帮助。
运用四极质谱物理原理对某型车载质谱仪射频电源工作机理的分析 1. 关于四极质谱设计的几个基本公式V =7.220Mf2r02 M-amu,f-MHz,r0-cm这个公式实际上是马绍方程的解的一种表达方式,有兴趣的可以自己推演,需要注意单位和V是零峰值。V是射频幅值,V与M是线性关系,确定f和r0后,V与M一一对应。V=Kv(V基准+V0)这个公式是峰位调节公式,明白这个公式就会很清楚峰位是怎么调节的,V基准是数字量质量基准0-10V,Kv就是峰位增益(就是斜率),V0就是峰位补偿U=KuV+U0这个公式是分辨调节公式,明白这个公式就会很清楚分辨是怎么调节的,Ku就是峰宽增益(就是斜率),U0就是峰位补偿(就是截距)现有常规四极质谱仪的驱动电路由变压器/LC振荡回路构成,工作频率固定。电容C由四极杆杆间电容,槽路电容和导线寄生电容决定,L由变压器电感决定。2. 射频电源框图3. 射频电源各个模块功能分析平衡放大器,射频调制器,功率振荡器,射频调谐输出和直流发生功能电路,电容衰减器,检波器,峰位调节电路,分辨调节电路
4. 射频电路负反馈放大倍数和直交比的计算V= Kv(UMASS+VM0)负反馈电路放大倍数Kv范围:90.27-110.22VM0范围:-0.005-+0.005(伏)U=KuV+(UA0+UAUF)直交比Ku调节范围:0.15-0.16UA0范围:-2.5-+2.5(伏)UAUF范围:5. 导致射频电源不线性的因素分析A:射频放大电路B:反馈回路C:关键因素6. 射频电源的重要调节参数的物理意义M0(峰位补偿电位器),M400(峰位增益电位器),UMASS(质量基准,计算机给出)A0(峰宽补偿电位器),A400 (峰宽增益电位器),UAUF(峰宽补偿,数字量,计算机给出)C40,C41(调谐时使用的两个可变电容)GL(R107),GLSYM(R104)直流对称电位器,HFSYM(R105)射频对称电位器7. 射频电路设计改进的建议增加合理的测试点减少调节参数射频线路的屏蔽