一种用于质谱的脉冲延时宽度调制电路的制作方法

本发明属于质谱仪技术领域，具体涉及一种用于质谱的脉冲延时宽度调制电路。

背景技术：

在质谱仪器的控制过程中，需要严格同步地触发控制。然而，在触发信号的传输过程中，由于线路自身特性，触发信号在传输过程中会出现波形改变。由于触发信号传输到各部分的导线长度不同，会使各部分接收的信号出现不同的延时。为正确且同步地触发其他电路，在信号接收端对触发信号的重新整形、脉宽调整、延时调整成为质谱仪器必不可少的电路部分。

然而，现有技术方案无法同时做到对非周期失真脉冲信号的整形、延时、脉宽调整，质谱仪器在控制过程中也就无法实现严格的同步触发控制。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于质谱的脉冲延时宽度调制电路，用于解决现有技术中的上述问题。

本发明提供用于质谱的脉冲延时宽度调制电路，包括：整形模块，用于接收波形失真的待处理信号，并还原其方形脉冲形状；脉宽调整模块，连接所述整形模块，用于对所述整形模块输出的信号进行脉宽延长；延时模块，连接所述脉宽调整模块，用于对所述脉宽调整模块输出的信号进行脉冲时间延时，并予以输出。

于一实施例中，所述整形模块包括：第一非门；所述第一非门的输入端用以接收所述待处理信号；第二非门；所述第二非门的输入端连接所述第一非门的输出端，所述第二非门的输出端连接所述脉宽调整模块的输入端。

于一实施例中，所述第一非门和所述第二非门采用74ls14芯片内的其中两个非门电路。

于一实施例中，所述脉宽调整模块包括：脉宽延时芯片；所述脉宽延时芯片的正触发输入端连接所述整形电路的输出端；第一电位器和第一电容，分别接入所述脉宽延时芯片。

于一实施例中，所述脉宽调整模块还包括：第一肖特基二极管，其正极连接于所述第一电位器及所述第一电容之间，其负极连接所述脉宽延时芯片的rtct端。

于一实施例中，所述脉宽调整模块还包括：第二电容，其一端连接所述脉宽延时芯片的vcc端，另一端接地。

于一实施例中，所述脉宽延时芯片采用sn74ls123n芯片。

于一实施例中，所述延时模块包括：第三非门、第二电位器、第四非门、电阻、及第三电容；其中，所述第三非门的输入端连接所述脉宽调整模块的输出端，所述第三非门的输出端连接所述第二电位器的一固定端，且所述第二电位器的该固定端与其活动端连接；所述第二电位器的另一固定端、所述第四非门的输入端、所述电阻的一端、及所述第三电容的一端相连；所述第四非门的输出端用以输出处理后的信号，所述电阻的另一端用以接入电源电压，所述第三电容的另一端接地。

于一实施例中，所述延时模块还包括：第二肖特基二极管，连接于所述第二电位器及所述第三电容之间。

本发明提供的脉冲延时宽度调制电路可用于质谱仪中，作为质谱仪的的信号处理电路。

于是，本发明提供了一种出的质谱仪，其内部电路包括上述脉冲延时宽度调制电路，该脉冲延时宽度调制电路包括：整形模块，用于接收波形失真的待处理信号，并还原其方形脉冲形状；脉宽调整模块，连接所述整形模块，用于对所述整形模块输出的信号进行脉宽延长；延时模块，连接所述脉宽调整模块，用于对所述脉宽调整模块输出的信号进行脉冲时间延时，并予以输出。本发明可有效实现信号的波形还原并滤除输入脉冲的过冲，有效实现信号的脉宽延长和脉冲时间延时，从而有助于确保质谱仪控制过程中各电路部分能同步地接收触发信号。

附图说明

图1为本发明一实施例中的信号处理电路的结构示意图。

图2为本发明一优选实施例中的信号处理电路的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一定的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

为解决现有质谱仪器控制过程无法同时做到对非周期失真脉冲信号的整形、延时、脉宽调整，进而无法实现严格的同步触发控制的技术问题，本实施例提出一种信号处理电路，以有效实现信号的波形还原、脉宽延长和脉冲时间延时，达到确保质谱仪控制过程的各电路部分皆能同步地接收触发信号的效果。

如图1所示，本实施例的信号处理电路10包括依次连接的整形模块11、脉冲调整模块12、延时模块13。待处理信号输入整形模块11，由整形模块11对具有过冲的方形脉冲信号进行还原，从而输出其方形脉冲形状。经整形后的信号输入脉宽调整模块12，由用于脉宽调整模块12其进行脉宽延长。经脉宽延长的信号输入延时模块13，由延时模块13对其进行脉冲时间延时，并予以输出。

如图2所示，在一较佳的实施例中，具体而言：

整形模块11由第一非门u2c、第二非门u2d构成。第一非门u2c的输入端用以接收所述待处理信号，第二非门u2d的输入端连接第一非门u2c的输出端。较佳的，第一非门u2c、第二非门u2d分别采用74ls14芯片内的其中两个非门电路。74ls14芯片具有施密特触发特性，能有效避免输入信号过冲带来的输出逻辑错误。

脉宽调整模块12由脉宽延时芯片u1a、第一电位器r3和第一电容c3构成。优选的，脉宽延时芯片u1a采用sn74ls123n芯片，第一电位器r3采用2000ω电位器，第一电容c3采用1nf电容。

第二非门u2d的输出端接入sn74ls123n芯片的正触发输入端（2号1b管脚）。第一电位器r3接入sn74ls123n芯片的vcc端（16号管脚）及rtct端（15号管脚）之间，而第一电容c3接入sn74ls123n芯片的ct端及rtct端之间。详细而言，第一电位器r3的一固定端与活动端相连，并连接sn74ls123n芯片的vcc端，第一电位器r3的另一固定端连接第一电容c3的一端；第一电容c3的另一端及sn74ls123n芯片的外接电容端（14号1ct管脚）接地。

进一步地，在一实施例中，脉宽调整模块12还包括第一肖特基二极管d1，优选为1n5822型号，其正极连接于第一电位器r3及第一电容c3之间，其负极连接sn74ls123n芯片的rtct端。第一肖特基二极管d1的功能为电容快速放电二极管。

进一步地，在一实施例中，脉宽调整模块12还包括第二电容c2，优选为100nf，其一端连接sn74ls123n芯片的vcc端，另一端接地。第二电容c2的功能为滤波稳压。

以下对脉宽调整模块12的工作原理做出说明：

第一电位器r3和第一电容c3的取值变化能够决定输出波形的脉宽大小。当信号到达后，不论信号何时结束，第一电容c3开始持续充电，但由于第一电位器r3的限制，充电需要一定时间，同时sn74ls123n芯片持续输出高电平。通过改变第一电容r3的电阻，可改变第一电容c3的充电时间，完成脉宽调整。当第一电容c3的充电时间大于外部信号的结束时间时，完成脉宽延长功能。当第一电容c3的两端电压达到sn74ls123n芯片的内部阈值时，第一电容c3通过第一肖特基二极管d1快速放电，同时sn74ls123n芯片引脚输出低电平，延时结束，进入下一周期。

延时模块13由第三非门u2a、第二电位器r1、第四非门u2b、电阻r2、第三电容c1构成。较佳的，第三非门u2a、第四非门u2b分别采用74ls14芯片内的其中两个非门电路，74ls14芯片具有施密特触发特性，能有效避免输入信号过冲带来的输出逻辑错误。第二电位器r1采用1000ω电位器，第二肖特基二极管d2型号为1n5822，电阻r2采用1~100mω，第三电容c1采用10~100nf。

第三非门u2a的输入端连接sn74ls123n芯片的正脉冲输出端（13号1q管脚），第三非门u2a的输出端连接第二电位器r2的一固定端，该固定端与其活动端连接。第二电位器r1的另一固定端、第四非门u2b的输入端、电阻r2的一端、及第三电容c1的一端相连。第四非门u2b的输出端用以输出处理后的信号，电阻r2的另一端用以接入电源电压，第三电容c1的另一端接地。

进一步地，在一实施例中，延时模块13还包括第二肖特基二极管d2，其连接于第二电位器r1及第三电容c1之间。

以下对延时模块13的工作原理做出说明：

信号进入第三非门u2a，输出与输入电平相反，但输出电流得到提升。当外部输入高电平时，第三非门u2a输出低电平，第三电容c1开始放电。但由于第二电位器r1的限制，第三电容c1放电需要一定的时间。当第二电容c2两端的电压低于第四非门u2b的低电平阈值时，第四非门u2b输出高电平。第四非门u2b输出高电平的时间由于第三电容c1充电速度限制，晚于信号进入第三非门u2a的时间，延时功能完成。当输入信号变为低电平时，第三电容c1通过电阻r2逐渐开始充电。充电完成后第四非门u2b输出低电平，进入下一周期。第二肖特基二极管d2是保证了第三电容c1在充电过程中不受第三非门u2a的电平干扰。

综上所述，本发明用于质谱的脉冲延时宽度调制电路，脉宽延长的调整范围可达到20ns-1us，延时输出的调整范围可达到100ns-10us，有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。