CN208109751U - 一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于质谱仪器领域，具体涉及一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器。该信号发生器包括：单片机，包括有离子阱触发信号接收端，接收触发信号；数模转换电路，与所述单片机的输出端连接；滤波放大电路，接收数模转换电路的信号并进行滤波放大处理，通过波形输出端输入至紫外激光器内；按键电路，包括至少一个按键与单片机的输入端连接，通过按键电路改变单片机输出的信号频率。本实用新型使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。

Description

一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器

技术领域

本发明属于质谱仪器领域，具体涉及一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器。

背景技术

在生物大分子结构的精确测量中，作为当前核心手段的质谱技术，面临生物大分子序列结构测量不准确、修饰位点定位不精确等诸多问题，这严重限制了生物大分子药品、试剂的检测和应用。其关键科学问题在于现有常规离子裂解方法产生的碎片信息不足以精确表征生物大分子的结构。

针对此问题，利用先进的紫外激光裂解技术来获得丰富的、能更准确表征生物大分子序列结构的碎片离子质谱数据，然后结合数据分析和应用研究来推动生物大分子检测、计量技术的发展。

而为了实现快速、高能量的紫外激光精确激发离子阱中存储的大质荷比生物离子产生碎片，关键技术问题之一就是质谱仪与紫外激光器的同步触发。离子在离子阱内或真空内运动的时候，将激光引入，为了避免激光器对质谱仪造成串扰，需在指定时间触发激光器，使紫外激光引入高真空区域的离子阱内部，打在离子身上，使离子解离。

目前实现二者同步的方法是质谱仪与激光器产生一个握手信号，质谱仪在整个扫描过程中的离子存储时期，产生一个触发信号，触发信号发生器，信号发生器再去产生驱动激光器的一系列可调脉冲。

而商业的信号发生器由于是通用的信号发生器，所以比较复杂昂贵，对于研究来说，成本高，不易于仪器的学习和操作。因此设计一个基于单片机的信号发生器来代替商业信号发生器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器，解决现有的商业用信号发生器的成本高，信号频率的稳定性和精度的准确性低的问题。

本发明是这样实现的，一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器，该信号发生器包括：

单片机，包括有离子阱触发信号接收端，接收触发信号；

数模转换电路，与所述单片机的输出端连接；

滤波放大电路，接收数模转换电路的信号并进行滤波放大处理，通过波形输出端输入至紫外激光器内；

按键电路，包括至少一个按键与单片机的输入端连接，通过按键电路改变单片机输出的信号频率。

进一步地，所述按键电路包括四个开关按键，分别与单片机的输入端连接，当其中任意一个按下时，单片机输出方波，两个或两个以上的按键同时接通，输出方波的频率增加。

进一步地，所述单片机的离子阱出发信号接收端连接在质谱仪的信号输出端，接收质谱仪的触发信号。

进一步地，所述单片机的输出端连接有显示器，用于显示输出的波形。

进一步地，所述单片机的输入端连接复位电路。

进一步地，所述单片机采用AT89C51单片机。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明使得信号频率的稳定性和精度的准确性得以保证，而且它使用的几种元器件都是常用的元器件，容易得到且价格便宜，使得硬件的开销达到最省。

附图说明

图1为本发明一实施例中采用的信号发生器的电路框图；

图2为本发明一实施例中采用的信号发生器中单片机最小系统电路图；

图3为本发明一实施例中采用的信号发生器中数模转换电路图；

图4为本发明一实施例中采用的信号发生器中滤波放大电路图；

图5为本发明一实施例中采用的信号发生器中按键电路图；

图6为本发明一实施例中采用的信号发生器中显示电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明对质谱仪进行时序控制，同时向信号发生器发出指定的触发信号，信号发生器接收到触发信号以后对紫外激光器进行触发。为了避免信号干扰，触发信号在离子存储过程中产生，实现二者同步触发的关键在于信号发生器的设计。

激光在指定时间内脉冲打进离子阱，脉宽需要几纳秒（可调），并且为了与质谱仪同步，需要严格约束激光器时序，因此信号发生器输出的脉冲波形需要具有一定周期。参见图1，本发明提供的一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器，该信号发生器AT89C51单片机为核心，由单片机完成人机界面、系统控制、信号的采集分析以及信号的处理和变换，包括：单片机，包括有离子阱触发信号接收端，接收触发信号，在信号发生器中，参见图2，单片机的P2.0管脚用于接收离子阱的触发信号，触发单片机工作，单片机输出一个波形采样点信号后，接着启动定时器，在定时器未产生中断之前，单片机等待，直到定时器定时结束产生中断请求，单片机响应中断，接着输出下一个采样点信号，如此循环产生所需要的信号波形。电路图如图2所示，包括时钟电路，电容对振荡频率具有稳定作用，复位电路，是保证电路稳定工作必不可少的一部分；数模转换电路如图3所示，数模转换电路将离散的数字量转换成连续变化的模拟量，与所述单片机的输出端连接；滤波放大电路如图4所示，第一级运算放大器的作用是将DAC0832的输出电流信号转化成放大的电压信号，第二级放大器的作用是将第一级输出的电压信号进行放大，通过波形输出端输入至紫外激光器内；按键电路如图5所示，包括至少一个按键与单片机的输入端连接，通过按键电路改变单片机输出的信号频率。在本实施例中，所述按键电路包括四个开关按键，分别与单片机的输入端连接，当其中任意一个按下时，单片机输出方波，两个或两个以上的按键同时接通，输出方波的频率增加。例如：通过选择其中一个按键按下，则通过按键来输出方波。通过按键的选择来实现输出波形步进值的调节，例如按键依次编号为按键KEY1，通过按下按键KEY2、按键KEY3、按键KEY4依次进行频率加减和步进值的加减，在相应按键按下后，对波形频率进行改变。显示电路如图6所示，将波形参数进行数显，从而更加直观。

本实施例中，单片机的离子阱出发信号接收端连接在质谱仪的信号输出端，接收质谱仪的触发信号。保证了质谱仪与激光器的时序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于同步质谱仪与紫外激光器的信号发生器，其特征在于，该信号发生器包括：

单片机，包括有离子阱触发信号接收端，接收触发信号；

数模转换电路，与所述单片机的输出端连接；

滤波放大电路，接收数模转换电路的信号并进行滤波放大处理，通过波形输出端输入至紫外激光器内；

按键电路，包括至少一个按键与单片机的输入端连接，通过按键电路改变单片机输出的信号频率。

2.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述按键电路包括四个开关按键，分别与单片机的输入端连接，当其中任意一个按下时，单片机输出方波，两个或两个以上的按键同时接通，输出方波的频率增加。

3.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述单片机的离子阱出发信号接收端连接在质谱仪的信号输出端，接收质谱仪的触发信号。

4.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述单片机的输出端连接有显示器，用于显示输出的波形。

5.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述单片机的输入端连接复位电路。

6.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述单片机采用AT89C51单片机。

7.按照权利要求1所述的信号发生器，其特征在于，所述滤波放大电路包括：第一级运算放大器将数模转换电路的输出电流信号转化成放大的电压信号；第二级放大器将第一级运算放大器输出的电压信号进行放大，通过波形输出端输入至紫外激光器内。