本实用新型涉及质谱分析领域，特别涉及一种四极杆射频电压和直流电压的控制电路。
背景技术：
四极杆质谱仪在进行离子扫描时，需要对四极杆的射频电压(RF+和RF-电压)及直流电压(DC+和DC-电压)进行控制以实现四极杆内离子的选择和传输。其中，RF+电压和RF-电压幅值相等，相位相反；DC+电压和DC-电压的绝对值相等(在离子能量等于0时)，正负相反。然而，实际扫描时，RF+电压和RF-电压会因为物料加工的差异、电路中器件的差异(如电感加工不完全一致，设置同样的电压值，射频驱动电路输出的射频电压幅值不尽相同)等因素使得两者电压幅值不能完全相等，存在偏差，而影响了离子选择与传输性能，偏差越大，影响越大；同样地，DC+电压和DC-电压的绝对值(不叠加离子能量时)的偏差也会影响离子的选择与传输。目前，针对RF+电压和RF-电压的偏差问题，通常以一路电压为标准，手动调整另一路射频电压，如手动调整电感中的线圈圈数等方式来使得RF+电压和RF-电压幅值相等，但该方法需要对电路元器件进行重新拆装，费时费力，且在使用过程中一旦其中一路发生偏差则又需要重新拆装调整，操作繁琐、效率低。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种操作简单、效率高，RF+电压和RF-电压幅值完全相同，不受射频驱动电路输出电压及电路器件影响的四极杆电压控制电路及方法。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种四极杆电压控制电路，包括控制单元，所述电压控制电路进一步包括：
顺次连接的第一数模转换器、第一调节单元、射频驱动单元、谐振单元、第一反馈电路和第一模数转换器，顺次连接的第二数模转换器、第二调节单元、射频驱动单元、谐振单元、第二反馈电路和第二模数转换器，所述第一数模转换器的输入端、第二数模转换器的输入端、第一模数转换器的输出端和第二模数转换器的输出端连接所述控制单元，第一反馈电路的输出端连接第一调节单元的输入端，第二反馈电路的输出端连接第二调节单元的输入端；所述第一反馈电路和第二反馈电路分别接收谐振单元输出的VRF+、VRF-进行转化后输出反馈电压至第一调节电路和第二调节电路，经第一调节电路和第二调节电路的调节使得各自的反馈电压分别与第一数模转换器和第二数模转换器输出的电压相同；
第一开关，所述第一开关设置在第一调节单元和射频驱动单元之间，使得所述射频驱动单元选择性地连通第一数模转换器的输出端或第一调节单元的输出端；
第二开关，所述第二开关设置在第二调节单元和射频驱动单元之间，使得所述射频驱动单元选择性地连通第二数模转换器的输出端或第二调节单元的输出端；
第三开关，所述第三开关用于控制谐振单元的VRF-输出端与第二反馈电路之间的通断；
第四开关，所述第四开关设置在谐振单元的VRF+输出端与第一反馈电路之间，使得VRF+输出端选择性地连接第一反馈电路或第二反馈电路。
根据上述的四极杆电压控制电路，优选地，所述第一开关、第二开关和第四开关为单刀双掷开关。
根据上述的四极杆电压控制电路，可选地，所述第三开关和第四开关的设置位置互换。
根据上述的四极杆电压控制电路，优选地，所述第一调节单元和第二调节单元包括减法电路和PID控制电路。
根据上述的四极杆电压控制电路，可选地，所述PID控制电路为积分电路或微分电路或比例电路中的至少一种。
根据上述的四极杆电压控制电路，优选地，所述第一反馈电路和第二反馈电路包括电容和AC-DC转换器。
根据上述的四极杆电压控制电路，优选地，所述电压控制电路进一步包括：
正压电路，包括：顺次相连的第三数模转换器、第一积分电路、第一高压放大电路，用于输出DC+电压；
负压电路，包括：顺次相连的第四数模转换器、第二积分电路、第二高压放大电路，用于输出DC-电压；所述第三数模转换器和第四数模转换器的输入端连接所述控制单元，所述第一高压放大电路和第二高压放大电路的输出端连接所述谐振单元；
高压衰减检测电路，所述高压衰减检测电路的输入端连接第一高压放大电路和第二高压放大电路的输出端；
第三模数转换器，所述第三模数转换器的输入端连接所述高压衰减检测电路，输出端连接所述控制单元；
第五开关，所述第五开关用于控制第一高压放大电路和高压衰减检测电路的通断；
第六开关，所述第六开关用于控制第二高压放大电路和高压衰减检测电路的通断。
与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
1、本实用新型采用并联设置的第一数模转换器、第一调节电路和第二数模转换器、第二调节电路，以及并联设置的第一反馈电路和第二反馈电路，使得 RF+电压和RF-电压幅值不再受射频驱动电路，谐振单元中的电感、四极杆等器件差异的影响。
2、本实用新型通过调节第一开关、第二开关、第三开关和第四开关，获得第一反馈电路和第二反馈电路对RF+电压和RF-电压幅值的影响比k1；通过第一数模转换器、第二数模转换器输出与k1相关的电压，使得VRF+与VRF-幅值完全相同，操作简单，效率高。
3、本实用新型采用第三模数转换器、高压衰减检测电路、第五开关、第六开关对正压电路和负压电路进行校正，获得正压电路和负压电路的电压放大增益倍数比值k2；通过第三数模转换器、第四数模转换器输出与k2相关的电压，使得DC+电压和DC-电压的绝对值完全相同。
附图说明
参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：
图1是本实用新型实施例1的四极杆电压控制电路的电路结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的四极杆电压控制电路应用在质谱仪上的电路结构示意图。
具体实施方式
图1-2和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了教导本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1
图1示意性地给出了本实施例的四极杆电压控制电路的电路结构简图，如图1所示，所述电压控制电路包括：
控制单元，所述控制单元的输出端连接第一数模转换器和第二数模转换器，输入端连接第一模数转换器和第二模数转换器；
顺次连接的第一数模转换器、第一调节单元、射频驱动单元、谐振单元、第一反馈电路和第一模数转换器；所述第一反馈电路接收谐振单元输出的VRF+进行转化，并输出反馈电压至第一调节电路，经第一调节电路调节使得反馈电压与第一数模转换器输出的电压相同；
顺次连接的第二数模转换器、第二调节单元、射频驱动单元、谐振单元、第二反馈电路和第二模数转换器；所述第二反馈电路接收谐振单元输出的VRF-进行转化，并输出反馈电压至第二调节电路，经第二调节电路调节使得反馈电压与第二数模转换器输出的电压相同；
第一开关，所述第一开关设置在第一调节单元和射频驱动单元之间，使得所述射频驱动单元选择性地连通第一数模转换器的输出端或第一调节单元的输出端；
第二开关，所述第二开关设置在第二调节单元和射频驱动单元之间，使得所述射频驱动单元选择性地连通第二数模转换器的输出端或第二调节单元的输出端；
第三开关，所述第三开关用于控制谐振单元的VRF-输出端与第二反馈电路之间的通断；
第四开关，所述第四开关设置在谐振单元的VRF+输出端与第一反馈电路之间，使得VRF+输出端选择性地连接第一反馈电路或第二反馈电路。
上述控制单元、数模转换器、调节单元、射频驱动单元、谐振单元、反馈电路和模数转换器均为现有技术，在此不再赘述。
本实用新型通过并联设置调节电路和反馈电路，使得谐振单元输出的VRF+和VRF-电压幅值不再受射频驱动电路，谐振单元中的电感、四极杆等器件差异的影响，而是仅因第一反馈电路和第二反馈电路中器件加工不完全一致引起射频电压幅值不一致。因此，本实用新型仅需要校正第一反馈电路和第二反馈电路对射频电压幅值的差异，操作简单、效率高。
在运用四极杆进行离子筛选时，除了加载有射频电压外，还需要加载直流电压，为了避免正负直流电压绝对值不同而影响离子的选择性，故：
进一步地，所述电压控制电路还包括：
正压电路，包括：顺次相连的第三数模转换器、第一积分电路、第一高压放大电路，用于输出DC+电压；
负压电路，包括：顺次相连的第四数模转换器、第二积分电路、第二高压放大电路，用于输出DC-电压；所述第三数模转换器和第四数模转换器的输入端连接所述控制单元，所述第一高压放大电路和第二高压放大电路的输出端连接所述谐振单元；
高压衰减检测电路，所述高压衰减检测电路的输入端连接第一高压放大电路和第二高压放大电路的输出端；
第三模数转换器，所述第三模数转换器的输入端连接所述高压衰减检测电路，输出端连接所述控制单元；
第五开关，所述第五开关用于控制第一高压放大电路和高压衰减检测电路的通断；
第六开关，所述第六开关用于控制第二高压放大电路和高压衰减检测电路的通断。
上述四极杆电压控制电路的电压控制流程如下：
(A1)设置第一数模转换器和第二数模转换器的输出电压为V0；
(A2)调节第一开关和第二开关，射频驱动单元的输入端连接第一数模转换器和第二数模转换器的输出端；打开第三开关；调节第四开关，使得谐振单元的VRF+输出端连通第一反馈电路，VRF+经所述第一反馈电路转化后输出反馈电压V1；
(A3)调节第四开关，使得谐振单元的VRF+输出端连通第二反馈电路，VRF+经所述第二反馈电路转化后输出反馈电压V2，获得第一反馈电路和第二反馈电路对射频电压的影响比k1＝V1/V2；
(A4)调节第一开关和第二开关，使得射频驱动单元的输入端分别连接第一调节单元的输出端和第二调节单元的输出端；闭合第三开关，谐振单元的VRF- 输出端连通第二反馈电路；调节第四开关，使得谐振单元的VRF+输出端连通第一反馈电路；
(A5)第一数模转换器输出电压不变，调整第二数模转换器的输出电压为 k1·V0，四极杆正常工作，VRF+与VRF-幅值相同。
为确保加载在四极杆上的正直流电压和负直流电压的绝对值相同，故：
进一步地，所述电压控制方法还包括：
(B1)设置第三数模转换器和第四数模转换器的输出电压为V0’；
(B2)闭合第五开关，打开第六开关，第三模数转换器输出反馈电压V3；
(B3)打开第五开关，闭合第六开关，第三模数转换器输出反馈电压V4，获得正压电路和负压电路的电压放大增益倍数的比值k2＝V3/V4；
(B5)打开第五开关和第六开关，第三数模转换器输出电压不变，调整第四数模转换器的输出电压为k2·V0’，正压电路和负压电路输出的DC电压绝对值相同。
在进行第一反馈电路和第二反馈电路的校正时，可通过谐振单元输出的VRF+，也可通过谐振单元输出的VRF-，故：
进一步地，所述第三开关和第四开关的设置位置互换。
本实施例的益处在于：通过第一反馈电路、第二反馈电路的校正使得射频电压幅值完全相同，通过正压电路和负压电路的校正使得直流电压绝对值完全相同，操作简单、效率高，离子传输和选择性好。
实施例2
本实施例为本实用新型实施例1的四极杆电压控制电路在质谱仪上的应用例。
图2示意性地给出了四极杆质谱仪中四极杆控制电路的电路结构简图，如图所示，在该应用例中，控制单元为MCU，4个数模转换器分别为DAC1、DAC2、 DAC3和DAC4，3个模数转换器分别为ADC1、ADC2和ADC3，调节单元包括减法电路和PID控制电路，PID电路采用积分电路，射频驱动单元包括频率发生器、相位发生器和射频驱动电路，谐振单元包括电感和四极杆，反馈电路包括电容和AC-DC转换器；第一开关S1、第二开关S2、第四开关S4为单刀双掷开关，第三开关S3、第五开关S5、第六开关S6为单刀单掷开关；开关S1的A端连接 DAC1，开关S2的A端连接DAC2，开关S4的A端连接第二反馈电路，B端连接第一反馈电路。
上述电压控制电路对四极杆电压的控制流程如下：
1.通过MCU控制DAC1、DAC2输出电压为V0；
2.开关S1连接A端，开关S2连接A端，打开开关S3，开关S4连接B端， MCU获得ADC2传回的第一反馈电压V1；开关S4连接A端，MCU获得ADC1传回的第二反馈电压V2；获得第一反馈电路和第二反馈电路对射频电压的影响比 k1＝V1/V2；
3.开关S1连接B端，开关S2连接B端，闭合开关S3，开关S4连接B端，调整DAC2输出电压为k1·V0＝(V1/V2)·V0；
4.通过MCU控制DAC3、DAC4输出电压为V0’；
5.闭合开关S5，打开开关S6，MCU获得ADC3传回的第三反馈电压V3；打开开关S5，闭合开关S6，MCU获得ADC3传回的第四反馈电压V4；获得正压电路和负压电路的电压放大增益倍数的比值k2＝V3/V4；
6.打开开关S5和S6，调整DAC4输出电压为k2·V0’＝(V3/V4)·V0’。
DAC1输出电压V0，DAC2输出电压(V1/V2)·V0，DAC3输出电压V0’，DAC4 输出电压(V3/V4)·V0’，四极杆输出的VRF+、VRF-幅值相同，相位相反，输出的直流DC+、DC-绝对值相同，方向相反。