CN215416333U - 一种适用于飞行时间质谱的延时控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于飞行时间质谱的延时控制系统。该适用于飞行时间质谱的延时控制系统包括：依次连接的激光器触发信号源、触发电路、现场可编程门阵列和触发输出端口；激光器触发信号源发出激光触发信号后，经触发电路传送给现场可编程门阵列；现场可编程门阵列产生多路触发信号由触发输出端口输出。本实用新型通过采用现场可编程门阵列控制输出脉冲，可有效减少输出的固有延时，同时大大增加了固有延时控制的灵活性。
Description
技术领域
本实用新型涉及延时控制系统领域，特别是涉及一种适用于飞行时间质谱的延时控制系统。
背景技术
MALDI-TOF-MS(基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱)是一款软电离生物质谱。仪器的检测部分主要由离子源(MALDI)、质量分析器(TOF)、离子检测器和数据采集卡组成。MALDI-TOF-MS的工作原理是用激光照射分析物(Analyte)与基质(Matrix)形成的共结晶薄膜，基质从激光中获取的能量传递给分析物。分析物得到能量后形成离子，离子在电场作用下加速飞过飞行管，根据到达离子检测器的飞行时间不同而被检测。离子延迟引出(DelayExtraction)：当激光照射靶的瞬间，若靶电极和与其相对的离子引出电极处于相同的电位，即在两电极之间形成无场区，那么被解吸离子以不同的初始速度在无场区内运动，经过一段延迟时间后，速度高的离子离靶远，速度低的离子离靶近，然后以脉冲方式在瞬间使靶与引出电极处于不同电位，由此产生的电场把离子引出，经聚焦透镜后飞出离子源。离靶近的离子比离靶远的离子得到更大的加速(因而获得更大的动能)，适当选择延迟时间及靶与引出电极间电压差，可以有效地补偿离子的初始动能分散，从而显著地提高线性TOF质谱仪的分辨率，飞行距离约1m的线性TOF质谱仪的分辨率可达2000-3000。这一技术即为“延迟引出”(Delay Extraction)技术或称为“脉冲离子引出”(PulseIon Extraction，PIE)。
基于上述内容，需要对飞行时间质谱进行延时控制，现有延时的设计方案是采用数字电路触发，通过延时线芯片设置延时。现有这一方案中，延时时间上限被延时线芯片限制，且触发的脉宽是由数字电路所限制。延时线芯片本身就有一个固有的延时，再加上采用数字电路触发，这就会导致触发到输出的固有延时加大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，以在减小输出的固有延时的同时，增加延时控制的灵活性。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种适用于飞行时间质谱的延时控制系统，包括：依次连接的激光器触发信号源、触发电路、现场可编程门阵列和触发输出端口；
所述激光器触发信号源发出激光触发信号后，经所述触发电路传送给所述现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列产生多路触发信号由所述触发输出端口输出。
优选地，所述触发电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和晶体管；
所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端均与所述激光器触发信号源连接；所述第二电阻的另一端与所述现场可编程门阵列的第一输入端连接；所述第一电阻的另一端与所述晶体管的基极连接；所述晶体管的集电极分别与所述第三电阻的一端和所述现场可编程门阵列的第二输入端连接；所述晶体管的发射极接地；所述第三电阻的另一端与电源连接。
优选地，所述晶体管的型号为2SC2714。
优选地，所述触发输出端口包括：采集卡触发端口、预留扩展端口和高压脉冲触发端口；
所述采集卡触发端口、所述预留扩展端口和所述高压脉冲触发端口均与所述现场可编程门阵列连接。
优选地，所述现场可编程门阵列产生的多路触发信号的脉冲宽度范围为0.5us-50us。
优选地，所述现场可编程门阵列产生的多路触发信号的输出延时范围为5ns-50000ns。
根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：
本实用新型提供的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，包括：依次连接的激光器触发信号源、触发电路、现场可编程门阵列和触发输出端口，本实用新型通过采用现场可编程门阵列控制输出脉冲，可有效减少输出的固有延时，同时大大增加了固有延时控制的灵活性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型提供的适用于飞行时间质谱的延时控制系统的结构框图；
图2为本实用新型提供的适用于飞行时间质谱的延时控制系统的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，以在减小输出的固有延时的同时，增加延时控制的灵活性。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1所示，本实用新型提供的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，包括：依次连接的激光器触发信号源、触发电路、现场可编程门阵列和触发输出端口。
激光器触发信号源发出激光触发信号后，经触发电路传送给现场可编程门阵列。现场可编程门阵列产生多路触发信号由触发输出端口输出。其中，FPGA由赛林思XC6SLX9芯片组成，内部含9152个逻辑单元，外部时钟为50MHz有缘晶振，采用常用的W25Q64 64Mb串行FLASH保存配置数据和相关程序。
进一步的，如图2所示，触发电路包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和晶体管Q1。
第一电阻R1的一端和第二电阻R2的一端均与激光器触发信号源连接。第二电阻R2的另一端与现场可编程门阵列的第一输入端连接。第一电阻R1的另一端与晶体管Q1的基极连接。晶体管Q1的集电极分别与第三电阻R3的一端和现场可编程门阵列的第二输入端连接。晶体管Q1的发射极接地。第三电阻R3的另一端与电源连接。
其中，采用的晶体管的型号为2SC2714。该晶体管的作用主要是充当高频放大器，以便在第一电阻R1的触发下导通，以在第三电阻R3上产生脉冲信号TRG1传送到FPGA中。
具体的，激光器触发信号Trigger分两路输入触发电路，一路直接经第二电阻R2生成脉冲信号TRG2传送给FPGA，另一路经第一电阻R1触发高频放大器Q1导通后，在第三电阻R3上产生脉冲信号TRG1传送给FPGA。FPGA输出三路触发信号(ST1、ST2和ST3)，分别发送给输出端口(OUT1、OUT2和OUT3)。
进一步，对应于三路触发信号，触发输出端口包括：采集卡触发端口、预留扩展端口和高压脉冲触发端口。
采集卡触发端口、预留扩展端口和高压脉冲触发端口均与现场可编程门阵列连接。
其中，OUT1对应采集卡触发端口，OUT2对应预留扩展端口，OUT3对应高压脉冲触发端口。
基于本实用新型上述提供的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，三路触发信号的脉冲宽度和输出延时均可独立设置。其中，脉冲宽度的设置范围为0.5us-50us，如不操作则保持默认值10us。输出延时的设置范围为5ns-50000ns，如不操作则保持默认值为5ns。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (6)
1.一种适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，包括：依次连接的激光器触发信号源、触发电路、现场可编程门阵列和触发输出端口；
所述激光器触发信号源发出激光触发信号后，经所述触发电路传送给所述现场可编程门阵列；所述现场可编程门阵列产生多路触发信号由所述触发输出端口输出。
2.根据权利要求1所述的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，所述触发电路包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻和晶体管；
所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端均与所述激光器触发信号源连接；所述第二电阻的另一端与所述现场可编程门阵列的第一输入端连接；所述第一电阻的另一端与所述晶体管的基极连接；所述晶体管的集电极分别与所述第三电阻的一端和所述现场可编程门阵列的第二输入端连接；所述晶体管的发射极接地；所述第三电阻的另一端与电源连接。
3.根据权利要求2所述的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，所述晶体管的型号为2SC2714。
4.根据权利要求1所述的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，所述触发输出端口包括：采集卡触发端口、预留扩展端口和高压脉冲触发端口；
所述采集卡触发端口、所述预留扩展端口和所述高压脉冲触发端口均与所述现场可编程门阵列连接。
5.根据权利要求1所述的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列产生的多路触发信号的脉冲宽度范围为0.5us-50us。
6.根据权利要求1所述的适用于飞行时间质谱的延时控制系统，其特征在于，所述现场可编程门阵列产生的多路触发信号的输出延时范围为5ns-50000ns。
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