射频电压测量电路及质谱仪的制作方法

本发明涉及质谱仪，尤其涉及一种射频电压测量电路及质谱仪。

背景技术：

1、目前，质谱仪是实验分析仪器的一个重要分支，因其具有高分辨率、高灵敏度以及高通量的特点而被广泛应用，四极杆质谱仪就是其中一种。

2、在四极杆质谱仪的四极杆高压射频幅值取样场景中，由于两对极杆(a和b)之间的射频电压差值高达几千伏且四极杆的负载电容较小，较难实现四极杆射频电压的直接测量，因此现有的通常是通过全桥整流电路对射频电压进行整流后再进行测量，但全桥整流电路中的二极管存在0.6～0.7v的正向导通电压，进而使得整流后的结果存在一定偏差，测量结果准确度较低。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种射频电压测量电路及质谱仪，旨在解决现有技术中由于二极管存在正向导通电压，进而通过全桥整流电路对射频电压进行整流导致测量结果准确度较低的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提出一种射频电压测量电路，所述射频电压测量电路包括：取样模块、精密整流模块以及电压测量模块；

3、其中，所述取样模块分别与四极杆和所述精密整流模块连接，所述精密整流模块还与所述电压测量模块连接；

4、所述取样模块，用于采集所述四极杆输出的射频电压信号，并将所述射频电压信号传输至所述精密整流模块；

5、所述精密整流模块，用于对所述射频电压信号进行反向放大，对放大后的射频电压信号进行整流，并将生成的直流电压信号传输至所述电压测量模块，以使所述电压测量模块对所述直流电压信号的电压值进行测量。

6、可选地，所述取样模块包括：第一取样单元和第二取样单元；所述精密整流模块包括：第一精密整流单元和第二精密整流单元；

7、其中，所述第一取样单元分别与所述四极杆的第一对杆以及所述第一精密整流单元连接，所述第一精密整流单元还与所述电压测量模块连接，所述第二取样单元分别与所述四极杆的第二对杆以及所述第二精密整流单元连接，所述第二精密整流单元还与所述电压测量模块连接；

8、所述第一取样单元，用于采集所述第一对杆的第一射频电压信号，并将所述第一射频电压信号传输至所述第一精密整流单元；

9、所述第二取样单元，用于采集所述第二对杆的第二射频电压信号，并将所述第二射频电压信号传输至所述第二精密整流单元；

10、所述第一精密整流单元，用于对所述第一射频电压信号进行反向放大，对放大后的第一射频电压信号进行整流，并将生成的第一直流电压信号传输至所述电压测量模块；

11、所述第二精密整流单元，用于对所述第二射频电压信号进行反向放大，对放大后的第二射频电压信号进行整流，并将生成的第二直流电压信号传输至所述电压测量模块。

12、可选地，所述第一精密整流单元包括：第一至第三电阻、第一放大器、第一至第二电容、第一二极管以及第二二极管；

13、其中，所述第一电阻的第一端与所述第一取样单元连接，所述第一电阻的第二端分别与所述第一放大器的第二引脚、所述第一二极管的阴极以及第二电阻的第一端连接，所述第一放大器的第一引脚分别与所述第一二极管的阳极以及所述第二二极管的阴极连接，所述第一放大器的第三引脚接地，所述第一放大器的第七引脚分别与第一电源以及所述第一电容的第一端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第一放大器的第四引脚分别与第二电源以及所述第二电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第二二极管的阳极分别与所述第二电阻的第二端以及所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述电压测量模块连接。

14、可选地，所述精密整流模块还包括：第一补偿单元；

15、其中，所述第一补偿单元分别与所述第一二极管的阳极以及所述第二二极管的阴极连接；

16、所述第一补偿单元，用于在所述第一二极管和所述第二二极管的导通状态发生变化时，通过生成的第一补偿信号对所述第一二极管的正向导通电压和所述第二二极管的正向导通电压进行补偿。

17、可选地，所述第一补偿单元包括：第四电阻、第一稳压器、第一可调电阻、第二放大器、第三电容以及第四电容；

18、其中，所述第四电阻的第一端与所述第一电源连接，所述第四电阻的第二端分别与所述第一稳压器的第一引脚、所述第一稳压器的第二引脚和所述第一可调电阻的第一端连接，所述第一稳压器的第三引脚分别与所述第二二极管的阴极和所述第一可调电阻的第二端连接，所述第一可调电阻的调节端与所述第二放大器的第三引脚连接，所述第二放大器的第一引脚分别与所述第一二极管的阳极和所述第二放大器的第二引脚连接，所述第二放大器的第四引脚分别与所述第二电源和所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端接地，所述第二放大器的第七引脚分别与所述第一电源和所述第三电容的第一端连接，所述第三电容的第二端接地。

19、可选地，所述第二精密整流单元包括：第五至第七电阻、第三放大器、第五至第六电容、第三二极管以及第四二极管；

20、其中，所述第五电阻的第一端与所述第二取样单元连接，所述第五电阻的第二端分别与所述第三放大器的第二引脚、所述第三二极管的阳极以及第六电阻的第一端连接，所述第三放大器的第一引脚分别与所述第三二极管的阴极以及所述第四二极管的阳极连接，所述第三放大器的第三引脚接地，所述第三放大器的第七引脚分别与第一电源以及所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端接地，所述第三放大器的第四引脚分别与第二电源以及所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端接地，所述第四二极管的阴极分别与所述第六电阻的第二端以及所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述电压测量模块连接。

21、可选地，所述精密整流模块还包括：第二补偿单元；

22、其中，所述第二补偿单元分别与所述第三二极管的阴极以及所述第四二极管的阳极连接；

23、所述第二补偿单元，用于在所述第三二极管和所述第四二极管的导通状态发生变化时，通过生成的第二补偿信号对所述第三二极管的正向导通电压和所述第四二极管的正向导通电压进行补偿。

24、可选地，所述第二补偿单元包括：第八电阻、第二稳压器、第二可调电阻、第四放大器、第七电容以及第八电容；

25、其中，所述第八电阻的第一端与所述第二电源连接，所述第八电阻的第二端分别与所述第二稳压器的第三引脚和所述第二可调电阻的第一端连接，所述第二稳压器的第一引脚分别与所述第四二极管的阳极、所述第二稳压器的第二引脚和所述第二可调电阻的第二端连接，所述第二可调电阻的调节端与所述第四放大器的第三引脚连接，所述第四放大器的第一引脚分别与所述第三二极管的阴极和所述第四放大器的第二引脚连接，所述第四放大器的第四引脚分别与所述第二电源和所述第八电容的第一端连接，所述第八电容的第二端接地，所述第四放大器的第七引脚分别与所述第一电源和所述第七电容的第一端连接，所述第七电容的第二端接地。

26、可选地，所述精密整流模块还包括：第一反相加法单元和第二反相加法单元；

27、其中，所述第一反相加法单元分别与所述第一精密整流单元和所述电压测量模块连接，所述第二反相加法单元分别与所述第二精密整流单元和所述电压测量模块连接；

28、所述第一反相加法单元，用于将所述第一射频电压信号的电压值与所述第一直流电压信号的电压值进行相加，并将生成的第一相加信号传输至所述电压测量模块，以使所述电压测量模块对所述第一相加信号的电压值进行测量；

29、所述第二反相加法单元，用于将所述第二射频电压信号的电压值与所述第二直流电压信号的电压值进行相加，并将生成的第二相加信号传输至所述电压测量模块，以使所述电压测量模块对所述第二相加信号的电压值进行测量。

30、可选地，所述射频电压测量电路还包括：含有第一滤波单元以及第二滤波单元的滤波模块；

31、其中，所述第一滤波单元分别与所述第一反相加法单元和所述电压测量模块连接，所述第二滤波单元分别与所述第二反相加法单元和所述电压测量模块连接；

32、所述第一滤波单元，用于对所述第一相加信号进行滤波，并将滤波后的第一相加信号传输至所述电压测量模块；

33、所述第二滤波单元，用于对所述第二相加信号进行滤波，并将滤波后的第二相加信号传输至所述电压测量模块。

34、可选地，所述精密整流模块还包括：第一电压跟随单元和第二电压跟随单元；

35、其中，所述第一电压跟随单元分别与所述第一取样单元和所述第一精密整流单元连接，所述第二电压跟随单元分别与所述第二取样单元和所述第二精密整流单元连接；

36、所述第一电压跟随单元，用于对所述第一射频电压信号进行信号增强，并将增强后的第一射频电压信号传输至所述第一精密整流单元；

37、所述第二电压跟随单元，用于对所述第二射频电压信号进行信号增强，并将增强后的第二射频电压信号传输至所述第二精密整流单元。

38、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种质谱仪，所述质谱仪包括上述射频电压测量电路。

39、本发明提出一种射频电压测量电路及质谱仪，该射频电压测量电路包括：取样模块、精密整流模块以及电压测量模块；其中，所述取样模块分别与四极杆和所述精密整流模块连接，所述精密整流模块还与所述电压测量模块连接；所述取样模块，用于采集所述四极杆输出的射频电压信号，并将所述射频电压信号传输至所述精密整流模块；所述精密整流模块，用于对所述射频电压信号进行反向放大，对放大后的射频电压信号进行整流，并将生成的直流电压信号传输至所述电压测量模块，以使所述电压测量模块对所述直流电压信号的电压值进行测量。由于本发明通过取样模块采集四极杆输出的射频电压信号，并通过精密整流模块对射频电压信号进行反向放大，再对放大后的射频电压信号进行整流，最后将生成的直流电压信号传输至电压测量模块进行测量，相比于现有的通过全桥整流电路进行整流，本发明对射频电压信号进行反向放大处理，减小了二极管的正向导通电压对测量结果的影响，提升了测量结果的准确度。