基于DDS的四极杆射频电源设计

四极杆质谱仪在化学、生物、医学以及材料学等许多领域中都是非常重要的分析工具,被广泛应用于物质化学组成分析、生物大分子构成研究、血液中的生化分子检测、新材料组成研究等工作上。在四极杆质谱仪的离子筛选过程中,想要形成能筛选特定离子的四极场,就需要给四极杆提供合适的交直流电压。因此,能提供合适电压的射频电源是四极杆质谱仪中必不可缺的一个部件。目前,四极杆质谱仪的射频电源都有使用 RLC串联谐振电路以得到交流高压。一些设计通过改变电感线圈匝数来对谐振电路进行调谐,但是这需要人工调节线圈匝数。为了改善这个缺点,本论文采用了直接数字式频率合成技术(DDS),这种设计通过指令控制电源的交流频率以进行调谐。而目前采用DDS芯片的射频电源还有频率精度不高的问题。本次的设计针对这个问题,使用了上位机控制程序以及将小数转为浮点数进行传递的方法,提高了射频电源的交流频率精度到0.1Hz,以便更精准地进行调谐。实验表明,该射频电源的交流频率精度为0.1Hz,其在10Hz~10MHz 的频率范围内都能保持稳定的交流电压,频率最大误差不超过0.070%,RSD为0.266%。另外,其还具有可调的3.8~18.9V交流电压峰峰值。