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四极质谱仪数据采集电路的设计

更新时间：2020-03-18 14:05:54 大小：5M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：数据采集 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(1) 举报

资料介绍

质谱仪是用于物质成分分析的仪器，四极质谱仪是质谱仪的一种。随着计算机技术的发展，计算机已经被普遍用于质谱分析，质谱数据采集电路，已成为质谱仪器的重要组成部分。本论文的目的便是研究和设计一种四极质谱数据采集电路。

  本文设计了四极质谱仪的数据采集电路，在电路设计过程中，解决了质谱仪扫描速度快、质谱信号输入动态范围宽等难点，并编写了相应的质谱分析测试软件以及控制程序。论文中按照以下模块对四极质谱数据采集电路进行了设计，分别是:扫描控制电路、IV转换电路、滤波电路、采集及控制电路、传输及电源电路等。在扫描控制电路中通过高精度、低噪声的16位DAC和放大电路为质谱仪提供了低噪声的线性扫描电压，并且使扫描速度最快达到了1ms/amu。在IV转换电路中使用了跨阻抗放大电路，并运用了切换反馈电阻和多种降低噪声的方法，使采集系统的质谱信号输入范围达到了7个量级。采集电路中选用了24位高精度的ADC，通过电路中设计的高精度基准源以及在PCB设计中合理的布局和走线，使ADC在1kSPS的采样率下的实际有效位数达到21位。论文中设计了单片机和PC机之间的通信协议，并通过开发工具Delphi和Keil分别编写了相应的质谱分析测试软件和单片机控制程序，实现了质谱数据的准确传输以及质谱数据的处理和保存、谱图绘制、IT曲线绘制等功能。通过对质谱数据处理，有效的去除了系统的基线漂移以及质谱峰上的高频毛刺。

  本文设计的四极质谱数据采集电路具有扫速快、噪声低、输入信号的动态范围宽等特点，在跨阻抗IV转换电路中使用108Ω的反馈电阻的情况下，噪声的峰峰值能够控制在30μV左右，为微量物质的质谱分析创造了一些条件。

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四极质谱仪数据采集电路的设计.pdf 5M

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