一种电子倍增器的信号检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电子倍增器的信号检测电路，包括：电感耦合电路、信号转换电路、信号放大电路、底噪扣除电路和数模转换芯片，电子倍增器的信号输出端与电感耦合电路连接，电感耦合电路与信号转换电路连接，信号转换电路与信号放大电路连接，信号放大电路与底噪扣除电路连接，底噪扣除电路与数模转换芯片连接。本实用新型专利技术采用电感耦合的方式进行信号耦合，可有效避免信号衰减，提高质谱仪器的灵敏度，保证耦合电感一直工作在谐振频率以下，避免电容耦合造成的电路响应下降，保证电路响应速度，样品检测的真实性；采用数模转换芯片产生底噪阈值电压，保证阈值电压的准确性和质谱信号检测的准确性。号检测的准确性。号检测的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种电子倍增器的信号检测电路


[0001]本技术涉及质谱仪的信号检测
，特别涉及一种电子倍增器的信号检测电路。

技术介绍

[0002]质谱仪通常由离子源系统、离子光学系统、射频电源系统及信号检测系统等几个主要部分组成。质谱仪的信号检测系统一般采用电子倍增器作为检测器。信号检测系统工作时，在电子倍增器两端施加直流电压V
CEM
，建立均匀轴向电场，离子等带电粒子进入电子倍增器低电位端后，与管内表面发生碰撞并激发出二次电子，经直流电压V
CEM
产生的轴向电场加速产生足够多的二次电子，经反复碰撞后在电子倍增器高电位端产生增益达108的电子束，该电子束为脉冲形式信号，该信号经过耦合电路将信号耦合至信号检测电路，信号检测电路将信号进行放大、比较等操作后传输至信号计数单元，最终计算出样品的质谱信号强度。
[0003]目前，电子倍增器输出的电流信号一般采用电容耦合的形式，利用该耦合电容的隔直流效应，将脉冲形式的电流信号耦合至信号检测电路计数。但采用电容耦合的形式，当耦合电容容量太小时，低频信号通过耦合电容时会对信号有严重的衰减，在待测样品浓度较低时，其可计的离子脉冲数量较少，频率较低，电容耦合的情况下有信号衰减。
[0004]通常，信号处理电路会设置阈值电压，用于扣除电路自身的噪声及电子倍增器暗电流所产生的噪声。电路会将衰减后的信号认为是噪声给扣除掉，直接造成仪器无法检测到样品，影响仪器的检出下限，即灵敏度；而当耦合电容容量过大时，电路会出现延迟，影响检测电路的响应时间，无法实时显示信号，同时容量过大时也会产生更大的漏电流，后级信号检测电路的噪声亦会增大。该阈值电压的设置一般采用电阻分压的方式，电阻分压方式所产生的阈值电压的精度受分压电阻的精度及基准电源所影响，其阈值电压一般比较粗糙，影响质谱信号检测的准确性。

技术实现思路

[0005]为了实现根据本技术的上述目的和其他优点，本技术的目的是提供一种电子倍增器的信号检测电路，包括：电感耦合电路、信号转换电路、信号放大电路、底噪扣除电路和数模转换芯片，电子倍增器的信号输出端与所述电感耦合电路连接，所述电感耦合电路与所述信号转换电路连接，所述信号转换电路与所述信号放大电路连接，所述信号放大电路与所述底噪扣除电路连接，所述底噪扣除电路与所述数模转换芯片连接。
[0006]进一步地，所述电感耦合电路包括耦合电感和第一电阻，所述电子倍增器的信号输出端、所述第一电阻、所述信号转换电路与所述耦合电感连接。
[0007]进一步地，所述耦合电感采用第一变压器，所述电子倍增器的信号输出端与所述第一变压器的初级线圈连接，所述第一电阻接在所述第一变压器的初级线圈的两接线端之间，所述信号转换电路与所述第一变压器的次级线圈连接。
[0008]进一步地，所述信号转换电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻与所述第一变压器的次级线圈的第一接线端连接，所述第三电阻与所述第一变压器的次级线圈的第二接线端连接。
[0009]进一步地，所述信号放大电路包括两路，每一路信号放大电路均为两级信号放大电路。
[0010]进一步地，所述两级信号放大电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，其中一个信号放大电路中的所述第一运算放大器的同相输入端与所述第二电阻、所述第一变压器的次级线圈的第一接线端连接，另一个信号放大电路中的所述第一运算放大器的同相输入端与所述第三电阻、所述第一变压器的次级线圈的第二接线端连接，所述第一运算放大器的反相输入端接电阻，所述第一运算放大器的输出端经电阻与所述第一运算放大器的反相输入端连接，所述第一运算放大器的输出端与所述第二运算放大器的同相输入端连接，所述第二运算放大器的反相输入端接电阻，所述第二运算放大器的输出端经电阻与所述第二运算放大器的反相输入端连接，所述第二运算放大器的输出端与所述底噪扣除电路连接。
[0011]进一步地，所述底噪扣除电路包括直流偏置隔离子电路、电感耦合电路子电路、信号转换子电路、比较子电路，所述直流偏置隔离子电路与所述第二运算放大器的输出端连接，所述电感耦合电路子电路与所述直流偏置隔离子电路连接，所述直流偏置隔离子电路与所述比较子电路连接，所述比较子电路与所述数模转换芯片连接。
[0012]进一步地，所述直流偏置隔离子电路包括第一电容、第二电容，所述第一电容与其中一个信号放大电路中的所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二电容与另一个信号放大电路中的所述第二运算放大器的输出端连接。
[0013]进一步地，所述电感耦合电路子电路包括第二变压器，所述信号转换子电路包括第四电阻，所述第二变压器的初级线圈的第一接线端与所述第一电容连接，所述第二变压器的初级线圈的第二接线端与所述第二电容连接，所述第四电阻接在所述第二变压器的次级线圈的两接线端之间。
[0014]进一步地，所述比较子电路包括比较器，所述比较器的负输入端与所述第二变压器的初级线圈的第一接线端连接，所述比较器的正输入端与所述数模转换芯片连接，所述比较器的输出端、所述数模转换芯片与数字集成电路芯片连接。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术提供一种电子倍增器的信号检测电路，采用电感耦合的方式进行信号耦合，可有效避免信号衰减，提高质谱仪器的灵敏度；采用电感耦合的方式进行信号耦合，保证耦合电感一直工作在谐振频率以下，避免电容耦合造成的电路响应下降，保证电路响应速度，样品检测的真实性；采用数模转换芯片产生底噪阈值电压，保证阈值电压的准确性和质谱信号检测的准确性；采用两级信号放大的形式，可有效增加信号检测的带宽，提高信号的检测能力，保证样品检测时不会有信号丢失。
[0017]上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为电容耦合原理示意图；
[0020]图2为一种电子倍增器的信号检测电路原理框图；
[0021]图3为一种电子倍增器的信号检测电路图。
具体实施方式
[0022]下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0023]电容耦合原理如图1所示，电子倍增器的输出信号S
in
为电子束信号(脉冲信号)与直流高压偏置的耦和，其上的直流高压偏置如果直接耦合到后级信号检测电路，必然会烧毁后级信号检测电路的器件。故该信号S
in
利用耦合电容C1的隔直流通交流功能将直流高压偏置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于，包括：电感耦合电路、信号转换电路、信号放大电路、底噪扣除电路和数模转换芯片，电子倍增器的信号输出端与所述电感耦合电路连接，所述电感耦合电路与所述信号转换电路连接，所述信号转换电路与所述信号放大电路连接，所述信号放大电路与所述底噪扣除电路连接，所述底噪扣除电路与所述数模转换芯片连接。2.根据权利要求1所述的一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于：所述电感耦合电路包括耦合电感和第一电阻，所述电子倍增器的信号输出端、所述第一电阻、所述信号转换电路与所述耦合电感连接。3.根据权利要求2所述的一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于：所述耦合电感采用第一变压器，所述电子倍增器的信号输出端与所述第一变压器的初级线圈连接，所述第一电阻接在所述第一变压器的初级线圈的两接线端之间，所述信号转换电路与所述第一变压器的次级线圈连接。4.根据权利要求3所述的一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于：所述信号转换电路包括第二电阻和第三电阻，所述第二电阻与所述第一变压器的次级线圈的第一接线端连接，所述第三电阻与所述第一变压器的次级线圈的第二接线端连接。5.根据权利要求4所述的一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于：所述信号放大电路包括两路，每一路信号放大电路均为两级信号放大电路。6.根据权利要求5所述的一种电子倍增器的信号检测电路，其特征在于：所述两级信号放大电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，其中一个信号放大电路中的所述第一运算放大器的同相输入端与所述第二电阻、所述第一变压器的次级线圈的第一接线端连接，另一个信号放大电路中的所述第一运算放大器的同相输入端与所述第三电阻、所述第一变压器的次级线圈的第二接线端连接，所述第一运算放大器的反相输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振，刘广才，冯新用，王晶，李亮，曹祥宽，卢会峰，刘骜，郭宇，凌星，程文播，
申请(专利权)人：天津国科医工科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：