JP2002033074A - Quadrupole electrode application voltage generation circuit for quadrupole mass spectrometer - Google Patents

Quadrupole electrode application voltage generation circuit for quadrupole mass spectrometer

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JP2002033074A
JP2002033074A JP2000217548A JP2000217548A JP2002033074A JP 2002033074 A JP2002033074 A JP 2002033074A JP 2000217548 A JP2000217548 A JP 2000217548A JP 2000217548 A JP2000217548 A JP 2000217548A JP 2002033074 A JP2002033074 A JP 2002033074A
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frequency
quadrupole
quadrupole electrode
frequency voltage
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Tetsuya Abe
哲也 阿部
Seiji Hiroki
成治 廣木
Satoshi Hamada
智 浜田
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Japan Atomic Energy Agency
Original Assignee
REMFF CRAFT KK
Japan Atomic Energy Research Institute
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect a wave accurately even if a high frequency voltage is small, provide phase detection characteristic having the linear property over a wide range, and dispense with minute adjustment of a phase detection circuit every time a quadrupole mass spectrometer is used. SOLUTION: A quadrupole electrode application high frequency voltage detected in a high frequency transformer 109 is heterodyne-detected by a frequency converter 12 and an ideal rectifier 16 through an attenuator 10 to generate a voltage indicating an envelope of an applied high frequency voltage. The ideal rectifier 16 is constituted by a combination of diodes and operation amplifiers to provide ideal rectification characteristic. In addition to the method, a system in which a phase of the applied high frequency voltage is synchronized with a phase of a high frequency signal having the same frequency as the frequency to multiply them by a multiplier in order to detect an envelope and a system in which the applied high frequency voltage is switched by the phase- synchronized high frequency signal having the same frequency as high frequency of the frequency to detect an envelope in an analog switch are disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、大気圧以下の真空
圧力を計測する圧力測定器における分圧測定のための四
極子質量分析計用の四極子電極印加電圧発生回路に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer for measuring a partial pressure in a pressure measuring device for measuring a vacuum pressure below the atmospheric pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】圧力測定器における分圧測定用四極子質
量分析計では、四極子電極の対向電極同士を接続し、こ
れに高周波電圧と直流電圧の、ある一定の比率で加えた
ものを四極子電極に印加することで、特定の質量−電荷
数比(M/e)に対応するイオンのみを選択的にふるい
分ける、いわゆる質量分離作用を行わせる。四極子質量
分析計では通常、M/e=1から連続的な質量スペクト
ルを得るために、高周波電圧と直流電圧を基準スイープ
電圧波形である基準ノコギリ波で変調させた電圧を四極
子電極に印加する。
2. Description of the Related Art In a quadrupole mass spectrometer for partial pressure measurement in a pressure measuring device, opposing electrodes of quadrupole electrodes are connected to each other, and a voltage obtained by adding a high frequency voltage and a DC voltage at a certain ratio is applied to the four electrodes. By applying the voltage to the pole electrode, a so-called mass separation action is performed in which only ions corresponding to a specific mass-to-charge ratio (M / e) are selectively sieved. In a quadrupole mass spectrometer, in order to obtain a continuous mass spectrum from M / e = 1, a voltage obtained by modulating a high-frequency voltage and a DC voltage with a reference sweep voltage waveform, a reference sawtooth wave, is applied to the quadrupole electrode. I do.

【0003】四極子質量分析計の四極子に印加される制
御された電圧を発生する従来の回路を図5に示す。図5
のように水晶発振器101で発振させた正弦波の高周波
電圧(周波数はほぼ1MHz〜5MHzの範囲内であ
る。)をある程度の大きさに高周波増幅器1(RFAM
P1)102で増幅し、コントロール回路(図示せず)
から入力される基準ノコギリ波120と乗算器103で
乗算して、その高周波の振幅を振幅変調する。変調出力
は、高周波トランス109を駆動する高周波増幅器2
(RFAMP2)104に送られ、高周波トランス10
9の一次側コイル109a1を駆動する。高周波トラン
ス109で100V程度の高周波電圧は一気に1000
V以上にまで昇圧され、別に送られてくる直流電圧と重
畳されて四極子電極116に印加される。高周波トラン
ス109の二次側を形成する2つのコイル109b1、
109b2のそれぞれには並列に可変コンデンサ11
0、111が接続され、水晶発振器101の発振周波数
に同調するようにその静電容量が調整される。そして、
同調を取ることにより回路は並列共振状態となり、高周
波電圧の最大電圧が得られると共に、駆動するRFAM
P2 104の電力も最小になる。高周波トランス10
9では、四極子電極印加電圧を監視するため、高周波ト
ランス109の一次側に別巻線のコイル109a2が設
けられ、四極子電極印加電圧に比例した高周波電圧が直
接検出される(なお、二次側に分圧回路などを挿入して
検出してもよい)。検出された高周波電圧は、検波回路
108で包絡線検波され、ローパスフィルタ107で脈
動成分が除去され、更にコントロール回路からの基準ノ
コギリ波120の電圧と比較器105により比較され、
次いで誤差を訂正するためPID制御器106に送られ
る。高周波電圧に重畳される直流電圧は、高周波電圧と
ある一定の比を保たねばならないので、先の高周波電圧
の検波電圧を取り出して、それをもとにして+DC増幅
器(+DCAMP)112及び−DC増幅器(−DCA
MP)113で増幅して大きさが同じで正負の1対の直
流電圧を生成して高周波トランス109の二次側のそれ
ぞれのコイル109b1、109b2を介して四極子電
極に印加する。なお、二次側コイル109b1と109
b2との間に挿入されているコンデンサ114は、高周
波電圧を通し、直流電圧の通過を阻止するためのもので
あり、+DCAMP112及び−DCAMP113と高
周波トランス109の二次側コイル109b1及び10
9b2とのそれぞれの間に挿入されているチョーク11
7、118は、高周波電圧が二次側コイル109b1及
び109b2から+DCAMP112及び−DCAMP
113に回り込むのを阻止するためのものである。
A conventional circuit for generating a controlled voltage applied to the quadrupole of a quadrupole mass spectrometer is shown in FIG. FIG.
The sine-wave high-frequency voltage (frequency is approximately in the range of 1 MHz to 5 MHz) oscillated by the crystal oscillator 101 as shown in FIG.
P1) Amplify at 102 and control circuit (not shown)
Is multiplied by the reference sawtooth wave 120 input from the multiplier 103 and the amplitude of the high frequency is amplitude-modulated. The modulation output is high-frequency amplifier 2 that drives high-frequency transformer 109.
(RFAMP2) 104 and the high-frequency transformer 10
9 drives the primary coil 109a1. A high frequency voltage of about 100 V by the high frequency transformer 109 is 1000
The voltage is increased to V or more, and is superimposed on a separately sent DC voltage and applied to the quadrupole electrode 116. Two coils 109b1 forming the secondary side of the high-frequency transformer 109,
Each of 109b2 has a variable capacitor 11 in parallel.
0 and 111 are connected, and the capacitance is adjusted so as to tune to the oscillation frequency of the crystal oscillator 101. And
By taking the tuning, the circuit is brought into a parallel resonance state, the maximum voltage of the high frequency voltage is obtained, and the driving RFAM
The power of P2 104 is also minimized. High frequency transformer 10
In FIG. 9, a coil 109a2 of another winding is provided on the primary side of the high-frequency transformer 109 to monitor the voltage applied to the quadrupole electrode, and the high-frequency voltage proportional to the voltage applied to the quadrupole electrode is directly detected (note that the secondary side May be detected by inserting a voltage dividing circuit or the like into the circuit). The detected high-frequency voltage is subjected to envelope detection by a detection circuit 108, a pulsating component is removed by a low-pass filter 107, and further compared with a voltage of a reference sawtooth wave 120 from a control circuit by a comparator 105.
Then, the error is sent to the PID controller 106 to correct the error. Since the DC voltage superimposed on the high-frequency voltage must maintain a certain ratio with the high-frequency voltage, the detection voltage of the high-frequency voltage is extracted, and the + DC amplifier (+ DCAMP) 112 and -DC Amplifier (-DCA
MP) 113 to generate a pair of positive and negative DC voltages having the same magnitude and applying the same to the quadrupole electrodes via the respective coils 109b1 and 109b2 on the secondary side of the high-frequency transformer 109. The secondary coils 109b1 and 109b1
The capacitor 114 inserted between the high-frequency transformer b2 and the high-frequency transformer 109 serves to pass a high-frequency voltage and prevent the passage of a direct-current voltage, and includes + DCAMP 112 and -DCAMP 113 and secondary coils 109b1 and 109b of the high-frequency transformer 109.
9b2 and the choke 11 inserted between them.
Reference numerals 7 and 118 denote high frequency voltages from the secondary coils 109b1 and 109b2 to + DCAMP 112 and -DCAMP.
The purpose of this is to prevent the sneaking around 113.

【0004】図6は、図5に示される検波回路108及
びローパスフィルタ107の構成を示す図である。検波
回路108はダイオードD及び抵抗Rを有し、ローパス
フィルタ107はダイオードDのカソードと回路接地と
の間に並列接続されたキャパシタC及び抵抗Rから構成
されている。なお、ダイオードDは二極管の場合もあり
得る。従来の検波回路108としては、このようにダイ
オード又は二極管で高周波電圧を整流する方式を採用し
ている。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the detection circuit 108 and the low-pass filter 107 shown in FIG. The detection circuit 108 has a diode D and a resistor R, and the low-pass filter 107 is composed of a capacitor C and a resistor R connected in parallel between the cathode of the diode D and circuit ground. Note that the diode D may be a diode. The conventional detection circuit 108 employs a method of rectifying a high-frequency voltage by using a diode or a diode as described above.

【0005】しかしながら、この方式は、簡単である
が、素子が持つ物理特性が大きく影響する。ダイオード
DのV−I特性は図2に示されるように電圧が小さいと
ころでは電流が殆ど流れない不感帯があり、そのため小
さい振幅の信号が検出できなく、また広い範囲で直線性
が得られなかった。また、ダイオードDのV−I特性の
温度変動が無視できず、そのV−I特性を直接検波に用
いるため、検波電圧の温度係数が大きい等も問題であっ
た。更に、上記不感帯を避けるため、正の直流電圧を重
畳させて、即ち検波位置をオフセットさせて検波してい
るが、このオフセット電圧をダイオードのV−I特性の
温度変動に対して相殺するよう変化させることが難し
く、実際には温度変動が生じるとその都度難しい手動の
微調整を強いられていた。
However, although this method is simple, the physical characteristics of the element greatly affect the method. As shown in FIG. 2, the VI characteristic of the diode D has a dead zone where current hardly flows when the voltage is small, so that a signal having a small amplitude cannot be detected and linearity cannot be obtained in a wide range. . In addition, the temperature fluctuation of the VI characteristic of the diode D cannot be ignored, and the VI characteristic is directly used for detection, so that the detection voltage has a large temperature coefficient. Furthermore, in order to avoid the above-mentioned dead zone, detection is performed by superimposing a positive DC voltage, that is, by offsetting the detection position. However, the offset voltage is changed so as to cancel the temperature fluctuation of the VI characteristic of the diode. It is difficult to perform the adjustment, and in practice, it is required to perform manual fine adjustment which is difficult each time a temperature fluctuation occurs.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、四極子電極
に印加される直流電圧を生成するため必要となる四極子
電極印加高周波電圧の検波電圧を当該高周波電圧が小さ
い場合も正確に検波でき、検波特性が広い範囲で直線性
を有し、使用する度に微調整する必要のない検波回路を
備える四極子質量分析計用四極子電極印加電圧発生回路
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention makes it possible to accurately detect a detection voltage of a high-frequency voltage applied to a quadrupole electrode, which is necessary to generate a DC voltage applied to the quadrupole electrode, even when the high-frequency voltage is small. It is another object of the present invention to provide a quadrupole mass spectrometer quadrupole electrode applied voltage generation circuit having a detection circuit which has linearity in a wide range of detection characteristics and does not need to be finely adjusted each time it is used.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、四極子電極に直流と高周波の重畳電圧を印加して質
量分離作用を行わせる四極子質量分析計用四極子電極印
加電圧発生回路であって、高周波電圧発生部、当該高周
波電圧発生部で発生された高周波電圧を基準スイープ電
圧で振幅変調する変調部、当該変調部で変調された高周
波電圧を昇圧して当該昇圧された被変調高周波電圧を前
記四極子電極に印加する昇圧部、及び前記昇圧部により
前記四極子電極に印加された高周波電圧に基づいて直流
電圧を生成する直流電圧生成部を備え、前記直流電圧生
成部は前記昇圧部により前記四極子電極に印加された被
変調高周波電圧の包絡線レベルを検出するための検波部
を有する、本発明の四極子質量分析計用四極子電極印加
電圧発生回路は、その検波部が、前記四極子電極に印加
された被変調高周波電圧を当該高周波電圧の周波数より
低い周波数に周波数変換する周波数変換手段と、理想整
流特性を有し、前記周波数変換手段により低い周波数に
変換された前記被変調高周波電圧を前記理想整流特性で
もって検波する理想整流器とを備えることを特徴とす
る。
In order to solve the above-mentioned problems, a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer for applying a superimposed voltage of direct current and high frequency to a quadrupole electrode to perform a mass separation action is provided. A high-frequency voltage generator, a modulator for amplitude-modulating a high-frequency voltage generated by the high-frequency voltage generator with a reference sweep voltage, and a boosted high-frequency modulated high-frequency voltage modulated by the modulator. A booster that applies a voltage to the quadrupole electrode; and a DC voltage generator that generates a DC voltage based on a high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode by the booster, wherein the DC voltage generator includes the booster. The quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention, comprising a detection unit for detecting an envelope level of the modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode by the unit. A detector for converting the modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode to a frequency lower than the frequency of the high-frequency voltage; and a frequency conversion unit having an ideal rectification characteristic, and converting the modulated high-frequency voltage to a lower frequency by the frequency conversion unit. An ideal rectifier for detecting the modulated high-frequency voltage with the ideal rectification characteristics.

【0008】また、上記課題を解決するため、本発明の
四極子質量分析計用四極子電極印加電圧発生回路は、そ
の検波部が、四極子電極に印加された被変調高周波電圧
と、被変調高周波電圧の周波数と同じ周波数を有しかつ
当該被変調高周波電圧と位相同期した高周波信号とを乗
算して被変調高周波電圧の包絡線レベルを検出する乗算
手段を備えることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention is characterized in that the detection unit comprises: a modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode; It is characterized by comprising multiplying means for detecting the envelope level of the modulated high-frequency voltage by multiplying the modulated high-frequency voltage by a high-frequency signal having the same frequency as that of the high-frequency voltage and synchronized with the phase of the modulated high-frequency voltage.

【0009】更に、上記課題を解決するため、本発明の
四極子質量分析計用四極子電極印加電圧発生回路は、そ
の検波部が、四極子電極に印加された被変調高周波電圧
を前記被変調波高周波電圧の周波数と同じ周波数を有し
かつ当該被変調波高周波電圧と位相同期した高周波信号
でスイッチングして前記被変調高周波電圧波形の正側又
は負側を取り出すスイッチング手段を備えることを特徴
とする。
Further, in order to solve the above-mentioned problems, a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention, wherein a detection unit of the quadrupole electrode applies a modulated high-frequency voltage applied to a quadrupole electrode to the modulated high-frequency voltage. And a switching unit for extracting a positive side or a negative side of the modulated high-frequency voltage waveform by switching with a high-frequency signal having the same frequency as the frequency of the modulated high-frequency voltage and phase-synchronized with the modulated high-frequency voltage. I do.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の四
極子質量分析計用四極子電極印加電圧発生回路の好適実
施形態を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1は、本発明の四極子質量分析計用四極
子電極印加電圧発生回路の第1の好適実施形態について
検波回路部分を中心に示した図である。図1において、
図5における参照番号と同一の参照番号を付した構成要
素は同じ又は類似の構成要素を示し、その説明を繰り返
さない。図1において、参照番号10は高周波トランス
109の一次側コイル109a2に接続されたアッテネ
ータを、参照番号12は第1の入力端子にアッテネータ
10が接続されている周波数変換器を、参照番号14は
周波数変換器12の第2の入力端子に接続されているロ
ーカルオシレータを、参照番号16は周波数変換器12
に接続されている理想整流器を、参照番号18はその入
力が理想整流器16の出力に接続されかつその出力が図
5に示される+DCAMP 112及び−DCAMP
113及び/又は誤差増幅器106に接続されているロ
ーパスフィルタをそれぞれ示す。アッテネータ10は、
高周波トランス109の一次側コイル109a2から検
出された高周波電圧を周波数変換器12で周波数変換す
るのに適したレベルへ減衰させるためのもので、検出レ
ベルが適切な場合には省くことも可能である。理想整流
器16は、高くても10kHzのオーダでしか整流作用
を行うことができず、従って四極子電極に印加される高
周波電圧が有する1MHz〜5MHzの範囲の高い周波
数では整流作用を行うことができない。そのため、周波
数変換器12が設けられており、ローカルオシレータ1
4は、検出高周波電圧の周波数とは10kHz程度離れ
た周波数を有する高周波信号を発生する。周波数変換器
12は、デュアルゲートのFETトランジスタTR1を
用いて構成され、一方のゲートG1にアッテネータ10
が他方のゲートG2にローカルオシレータ14が接続さ
れている。FETトランジスタTR1のドレインには、
周波数変換された低周波電圧を通し、それ以外の高周波
電圧及び直流成分を阻止するためのバンドパスフィルタ
が設けられている。このバンドパスフィルタは、トラン
スTrとキャパシタCとから構成され、トランスTrの
一次側コイルの中間タップにFETトランジスタTR1
のドレインが接続され、一次側コイルの両端間にキャパ
シタCが並列に接続され、二次側コイルに理想整流器1
6の入力が接続されている。なお、トランスTrの一次
側コイルのインダクタンスとキャパシタCのキャパシタ
ンスは、周波数変換された低周波数に同調するよう選択
されている。また、この実施形態においては、トランス
を用いた単同調型のバンドパスフィルタを用いている
が、本発明はこれに限定されずいずれのタイプのもので
あってもよく、更にハイパスフィルタとローパスフィル
タの組合わせでもよく、要は、周波数変換された低周波
数電圧を通し、高周波電圧及び直流成分を阻止する機能
を有するフィルタ構成であればよい。
FIG. 1 is a diagram showing a first preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention, mainly showing a detection circuit portion. In FIG.
Components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same or similar components, and description thereof will not be repeated. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an attenuator connected to the primary coil 109a2 of the high-frequency transformer 109, reference numeral 12 denotes a frequency converter in which the attenuator 10 is connected to a first input terminal, and reference numeral 14 denotes a frequency. Reference numeral 16 denotes a local oscillator connected to a second input terminal of the converter 12.
Reference numeral 18 designates an ideal rectifier whose input is connected to the output of ideal rectifier 16 and whose output is + DCAMP 112 and -DCAMP shown in FIG.
11 shows a low-pass filter connected to 113 and / or the error amplifier 106, respectively. The attenuator 10
This is for attenuating the high-frequency voltage detected from the primary coil 109a2 of the high-frequency transformer 109 to a level suitable for frequency conversion by the frequency converter 12, and can be omitted when the detection level is appropriate. . The ideal rectifier 16 can perform rectification only on the order of at most 10 kHz, and therefore cannot perform rectification at a high frequency in the range of 1 MHz to 5 MHz of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode. . Therefore, a frequency converter 12 is provided, and the local oscillator 1
4 generates a high-frequency signal having a frequency separated by about 10 kHz from the frequency of the detected high-frequency voltage. The frequency converter 12 is configured by using a dual-gate FET transistor TR1, and an attenuator 10 is connected to one gate G1.
However, the local oscillator 14 is connected to the other gate G2. The drain of the FET transistor TR1
A band-pass filter is provided to pass the low-frequency voltage whose frequency has been converted and to block other high-frequency voltages and DC components. This bandpass filter is composed of a transformer Tr and a capacitor C, and an FET transistor TR1 is connected to an intermediate tap of a primary coil of the transformer Tr.
Are connected in parallel between both ends of the primary coil, and the ideal rectifier 1 is connected to the secondary coil.
6 inputs are connected. The inductance of the primary coil of the transformer Tr and the capacitance of the capacitor C are selected so as to be tuned to the frequency-converted low frequency. Further, in this embodiment, a single-tuned band-pass filter using a transformer is used. However, the present invention is not limited to this, and may be of any type. Further, a high-pass filter and a low-pass filter may be used. In short, a filter configuration having a function of passing a low-frequency voltage whose frequency has been converted and blocking a high-frequency voltage and a DC component may be used.

【0012】理想整流器16は、既知であり、ダイオー
ドと演算増幅器との組合わせにより構成され、具体的に
は図1に示されるように、ダイオードD1のカソードが
演算増幅器OP1の−端子に、そのアノードが演算増幅
器OP1の出力に接続され、ダイオードD2のカソード
が演算増幅器OP1の出力に接続され、そのアノードが
理想整流器16の出力を形成し、抵抗R3が演算増幅器
OP1の−端子とダイオードD2のアノードとの間に接
続され、演算増幅器OP1の+端子は回路接地に接続さ
れている。周波数変換器12と理想整流器16との組合
わせにより周知のヘテロダイン検波方式を構成する。ロ
ーパスフィルタ18は、演算増幅器OP2、キャパシタ
C2及び抵抗R5を用いた既知の低域通過型アクティブ
・フィルタである。なお、本発明は、ローパスフィルタ
18の構成がこの構成に限られず、低域通過特性を有す
ればいずれの構成でもよい。
The ideal rectifier 16 is known and is constituted by a combination of a diode and an operational amplifier. Specifically, as shown in FIG. 1, the cathode of the diode D1 is connected to the minus terminal of the operational amplifier OP1. The anode is connected to the output of the operational amplifier OP1, the cathode of the diode D2 is connected to the output of the operational amplifier OP1, the anode forms the output of the ideal rectifier 16, and the resistor R3 is connected to the minus terminal of the operational amplifier OP1 and the diode D2. The positive terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the circuit ground. A combination of the frequency converter 12 and the ideal rectifier 16 constitutes a well-known heterodyne detection system. The low-pass filter 18 is a known low-pass active filter using an operational amplifier OP2, a capacitor C2, and a resistor R5. In the present invention, the configuration of the low-pass filter 18 is not limited to this configuration, but may be any configuration as long as it has low-pass characteristics.

【0013】次に、上記のように構成された検出回路の
動作を以下に説明する。高周波トランス109の一次側
コイル109a2により検出され、四極子電極印加高周
波電圧に比例した高周波電圧は、アッテネータ10を介
して適切なレベルに減衰されて周波数変換器12のFE
TトランジスタTR1のゲートG1に与えられる。この
高周波電圧の周波数をf1とする。FETトランジスタ
TR1のゲートG2にはローカルオシレータ14からの
ローカル信号(周波数をf2と表す。)が与えられるの
で、FETトランジスタTR1のドレインには周波数f
1の高周波電圧が周波数変換され、周波数(f1−f
2)の低周波の電圧が生じる。この際、f1+f2等の
高調波成分及び直流成分も生じるので、これら不要成分
はトランスTr及びキャパシタCから成るバンドパスフ
ィルタにより除かれ、低周波電圧のみが理想整流器16
に与えられる。上記の構成を有する理想整流器16の特
性は、既知であり、図2に示されるようなV−I特性を
有し、不感帯が全くない。従って、理想整流器16に入
力される低周波電圧の振幅が小さい場合にも、理想整流
器16は忠実にその振幅の大きさに応じて検波すること
ができる。
Next, the operation of the detection circuit configured as described above will be described below. The high-frequency voltage detected by the primary coil 109a2 of the high-frequency transformer 109 and proportional to the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is attenuated to an appropriate level via the attenuator 10, and the FE of the frequency converter 12
It is provided to the gate G1 of the T transistor TR1. The frequency of this high frequency voltage is f1. Since a local signal (frequency is represented as f2) from the local oscillator 14 is given to the gate G2 of the FET transistor TR1, the frequency f is supplied to the drain of the FET transistor TR1.
1 is converted to a frequency (f1-f).
2) The low frequency voltage is generated. At this time, harmonic components such as f1 + f2 and DC components also occur, so these unnecessary components are removed by a band-pass filter including the transformer Tr and the capacitor C, and only the low-frequency voltage is reduced to the ideal rectifier 16.
Given to. The characteristics of the ideal rectifier 16 having the above configuration are known, have the VI characteristics as shown in FIG. 2, and have no dead zone. Therefore, even when the amplitude of the low-frequency voltage input to the ideal rectifier 16 is small, the ideal rectifier 16 can perform the detection according to the magnitude of the amplitude.

【0014】本発明の第1の好適実施形態の四極子質量
分析計用四極子電極印加電圧発生回路は、上記のように
構成された理想整流器を四極子電極印加高周波電圧の検
波回路に用いているので、四極子電極印加高周波電圧の
振幅が小さいときも正確に検波でき、広い範囲で直線性
を有し、かつ調整部分が無いので使用する度に微調整す
る必要もない。更に、理想整流器全体としての検波電圧
の温度係数は、ダイオードD2の検波電圧の温度変動が
演算増幅器OP1の負のフィードバックにより抑制され
るので著しく低減される。
The quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the first preferred embodiment of the present invention uses the ideal rectifier configured as described above for a quadrupole electrode applied high frequency voltage detection circuit. Therefore, accurate detection is possible even when the amplitude of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is small, the linearity is wide in a wide range, and there is no adjustment portion. Further, the temperature coefficient of the detection voltage of the ideal rectifier as a whole is significantly reduced because the temperature fluctuation of the detection voltage of the diode D2 is suppressed by the negative feedback of the operational amplifier OP1.

【0015】次に、四極子質量分析計用四極子電極印加
電圧発生回路の第2の好適実施形態を図3を参照して以
下に説明する。図3は、本発明の四極子質量分析計用四
極子電極印加電圧発生回路の第2の好適実施形態につい
て検波回路部分を中心に示した図である。図3におい
て、図5における参照番号と同一の参照番号を付した構
成要素は同じ又は類似の構成要素を示し、その説明を繰
り返さない。図3において、参照番号30は第1の入力
が高周波トランス109の一次側コイル109a2に接
続され、第2の入力が水晶発振器101の出力に接続さ
れ、その出力がローパスフィルタ107に接続された乗
算器を示す。この乗算器30は数学的な機能を行う市販
の半導体ICで構成することが可能である。水晶発振器
101の発振周波数をf1とする。高周波トランス10
9の一次側コイル109a2により検出された四極子電
極印加高周波電圧(周波数f1)に比例した高周波電圧
と水晶発振器101からの高調波電圧(周波数f1)と
は同相(又は逆相)に同期させて乗算器30に入力され
る。なお、水晶発振器101の出力高調波電圧を無調整
で乗算器30に入力した場合、両者の電圧が必要な同相
(又は逆相)関係に同期しないときには例えば、水晶発
振器101と乗算器30との間に遅延線等の位相調整手
段を設けてもよい。乗算器30に入力される2つの高周
波電圧の周波数が一致しているので、その出力には、図
3の乗算器30の出力に示されるように、直流成分、即
ち四極子電極印加高周波電圧の包絡線波形が検波される
ことになる。乗算器30の実際の回路で2倍の高周波成
分等も生じるのは図2に示される従来の検波回路と同様
であるが、この成分は従来例と同様にローパスフィルタ
107により除去される。この実施形態においては、水
晶発振器101の出力を分岐して直接乗算器30に入力
したが、本発明は、必ずしもこれに限定されず、可変電
圧制御発振器等を利用したPLL(位相同期ループ)を
用いて四極子電極印加高周波電圧に位相同期した電圧を
生成してもよい。
Next, a second preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing a second preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention, mainly showing a detection circuit portion. 3, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same or similar components, and description thereof will not be repeated. In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a multiplier in which a first input is connected to the primary coil 109a2 of the high-frequency transformer 109, a second input is connected to the output of the crystal oscillator 101, and the output is connected to the low-pass filter 107. Indicates a container. The multiplier 30 can be constituted by a commercially available semiconductor IC performing a mathematical function. The oscillation frequency of the crystal oscillator 101 is f1. High frequency transformer 10
9, the high-frequency voltage proportional to the quadrupole electrode applied high-frequency voltage (frequency f1) detected by the primary coil 109a2 and the harmonic voltage (frequency f1) from the crystal oscillator 101 are synchronized in phase (or opposite phase). Input to the multiplier 30. When the output harmonic voltage of the crystal oscillator 101 is input to the multiplier 30 without adjustment, and when the voltages of the two are not synchronized with the required in-phase (or anti-phase) relationship, for example, the output of the crystal oscillator 101 and the multiplier 30 A phase adjusting means such as a delay line may be provided therebetween. Since the frequencies of the two high-frequency voltages input to the multiplier 30 match, as shown in the output of the multiplier 30 in FIG. The envelope waveform will be detected. The fact that twice the high-frequency component also occurs in the actual circuit of the multiplier 30 is the same as in the conventional detection circuit shown in FIG. 2, but this component is removed by the low-pass filter 107 as in the conventional example. In this embodiment, the output of the crystal oscillator 101 is branched and directly input to the multiplier 30, but the present invention is not necessarily limited to this, and a PLL (phase locked loop) using a variable voltage controlled oscillator or the like may be used. A voltage synchronized with the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode may be generated by using the same.

【0016】なお、乗算器30における検出高周波電圧
と水晶発振器101からの高周波信号との同期関係は完
全な同相あるいは逆相であることが好ましいが、本発明
はこれに限定されず多少同相又は逆相からずれていても
動作し得る。
The synchronous relationship between the detected high-frequency voltage in the multiplier 30 and the high-frequency signal from the crystal oscillator 101 is preferably completely in phase or in opposite phase, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It can work even if it is out of phase.

【0017】本発明の第2の好適実施形態の四極子質量
分析計用四極子電極印加電圧発生回路は、数学的な機能
を行う半導体ICの乗算器を四極子電極印加高周波電圧
の検波回路に用いているので、四極子電極印加高周波電
圧の振幅が小さいときも正確に検波でき、広い範囲で直
線性を有し、かつ調整部分が無いので使用する度に微調
整する必要もない。
In the quadrupole electrode applied voltage generation circuit for the quadrupole mass spectrometer according to the second preferred embodiment of the present invention, a semiconductor IC multiplier which performs a mathematical function is used as a quadrupole electrode applied high frequency voltage detection circuit. Since it is used, it is possible to detect accurately even when the amplitude of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is small, has linearity over a wide range, and has no adjustment portion, so that it is not necessary to make fine adjustments each time it is used.

【0018】次に、四極子質量分析計用四極子電極印加
電圧発生回路の第3の好適実施形態を図4を参照して以
下に説明する。図4は、本発明の四極子質量分析計用四
極子電極印加電圧発生回路の第3の好適実施形態につい
て検波回路部分を中心に示した図である。図4におい
て、図5における参照番号と同一の参照番号を付した構
成要素は同じ又は類似の構成要素を示し、その説明を繰
り返さない。図4において、参照番号40は、スイッチ
ング速度が速くかつオン抵抗が低いMOS−FET等よ
り構成される半導体アナログスイッチであって、第3の
好適実施形態の検波回路を構成する。アナログスイッチ
40は、高周波トランス109の一次側コイル109a
2に接続された第1の入力端子、回路接地に接続された
第2の入力端子、及びローパスフィルタ107に接続さ
れた出力端子を有する半導体スイッチ部42と、水晶発
振器101の出力に接続され半導体スイッチ部42をス
イッチングするための信号を出力するバッファ増幅器4
4とを含む。
Next, a third preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer will be described below with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a third preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to the present invention, mainly showing a detection circuit portion. 4, components denoted by the same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same or similar components, and description thereof will not be repeated. In FIG. 4, reference numeral 40 denotes a semiconductor analog switch including a MOS-FET or the like having a high switching speed and a low on-resistance, and constitutes a detection circuit according to the third preferred embodiment. The analog switch 40 includes a primary coil 109 a of the high-frequency transformer 109.
A semiconductor switch unit 42 having a first input terminal connected to the second input terminal, a second input terminal connected to the circuit ground, and an output terminal connected to the low-pass filter 107; Buffer amplifier 4 for outputting a signal for switching switch section 42
4 is included.

【0019】上記のように構成された検波回路の動作を
以下に説明する。水晶発振器101からの高周波信号
は、アナログスイッチ40のバッファ増幅器44を介し
てスイッチ部42を第1の入力端子と第2の入力端子と
の間でスイッチングする。スイッチングのタイミング
は、高周波トランス109の一次側コイル109a2か
ら検出される四極子電極印加高周波電圧波形が正側(又
は負側)にある間スイッチ部42を第1の入力端子に接
続し、負側(又は正側)にある間回路接地に接続された
第2の入力端子に接続するようにする。このようにし
て、スイッチングを行えば、アナログスイッチ40のス
イッチ部42の出力には、図3の対応する所に示されて
いるように、四極子電極印加高周波電圧波形の正側(又
は負側)のみを抽出することができる。四極子電極印加
高周波電圧の周波数は水晶発振器101の発振周波数と
同じであり、かつ特に遅延する要素がないので位相調整
しなくても位相同期は一般に取れるが、必要の場合に
は、水晶発振器101とバッファ増幅器44との間に遅
延線等の位相調整手段を設けて位相同期を取ってもよ
い。なお、位相同期させて完全に四極子電極印加高周波
電圧波形の正側(又は負側)のみを抽出するのが好まし
いが、本発明は、位相同期が多少ずれてもほぼ正側(又
は負側)の部分が抽出できれば動作し得る。アナログス
イッチ40の動作は、丁度ダイオードの検波と同じ動作
をするが、スイッチであるので、四極子電極印加高周波
電圧の振幅が小さい場合も小さい振幅を正確に出力する
ことができ、即ち小さい振幅を正確に検波することがで
きる。
The operation of the detection circuit configured as described above will be described below. The high frequency signal from the crystal oscillator 101 switches the switch section 42 between the first input terminal and the second input terminal via the buffer amplifier 44 of the analog switch 40. The switching timing is such that the switch unit 42 is connected to the first input terminal while the quadrupole electrode applied high-frequency voltage waveform detected from the primary coil 109a2 of the high-frequency transformer 109 is on the positive side (or the negative side). (Or positive) while connected to a second input terminal connected to circuit ground. When switching is performed in this manner, the output of the switch section 42 of the analog switch 40 is output to the positive side (or the negative side) of the quadrupole electrode applied high-frequency voltage waveform as shown in the corresponding part of FIG. ) Can be extracted. The frequency of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is the same as the oscillation frequency of the crystal oscillator 101, and since there is no particular delay element, phase synchronization can generally be achieved without phase adjustment. Phase synchronization means such as a delay line may be provided between the buffer amplifier 44 and the buffer amplifier 44 to achieve phase synchronization. Note that it is preferable to completely extract only the positive side (or the negative side) of the quadrupole electrode applied high-frequency voltage waveform by synchronizing the phases. If the part of ()) can be extracted, it can operate. The operation of the analog switch 40 is exactly the same as the detection of the diode. However, since the switch is a switch, even when the amplitude of the high frequency voltage applied to the quadrupole electrode is small, a small amplitude can be accurately output. Detection can be performed accurately.

【0020】本発明の第3の好適実施形態の四極子質量
分析計用四極子電極印加電圧発生回路は、上記のように
構成されたアナログスイッチを四極子電極印加高周波電
圧の検波回路に用いているので、四極子電極印加高周波
電圧の振幅が小さいときも正確に検波でき、広い範囲で
直線性を有し、かつ調整部分が無いので使用する度に微
調整する必要もない。更に、アナログスイッチで検波電
圧を生成しているので、検波電圧の温度変動が生じるこ
とはない。
A quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to a third preferred embodiment of the present invention uses the analog switch configured as described above for a quadrupole electrode applied high frequency voltage detection circuit. Therefore, accurate detection is possible even when the amplitude of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is small, the linearity is wide in a wide range, and there is no adjustment portion. Further, since the detection voltage is generated by the analog switch, the detection voltage does not fluctuate in temperature.

【0021】上記実施形態においては、四極子電極に印
加される直流電圧を生成するための検波回路として説明
したが、この検波回路は、図5の従来技術の回路と同様
に四極子電極に印加される高周波電圧の大きさを所望の
大きさにするため誤差増幅器に与える検波電圧を生成す
る回路を兼ねることも、また直流電圧生成用とは独立の
誤差増幅器に与える検波電圧生成用検波回路として用い
ることも可能である。
In the above embodiment, the detection circuit for generating the DC voltage applied to the quadrupole electrode has been described. However, this detection circuit is applied to the quadrupole electrode similarly to the prior art circuit shown in FIG. As a circuit for generating a detection voltage to be applied to the error amplifier in order to make the magnitude of the high-frequency voltage to be a desired value, or as a detection circuit for generating a detection voltage to be applied to the error amplifier independent of the DC voltage generation It is also possible to use.

【0022】また、上記実施形態においては、検波用高
周波電圧を高周波トランス109の一次側コイル109
a2から検出しているが、本発明はその構成に限定され
ず、二次側で分圧回路を挿入する等、要は四極子電極1
16に印加される高周波電圧に比例した高周波電圧が検
出されればいずれの方式であってもよい。
In the above embodiment, the high-frequency voltage for detection is converted to the primary coil 109 of the high-frequency transformer 109.
a2, the present invention is not limited to this configuration. In other words, a quadrupole electrode 1 is inserted, for example, by inserting a voltage dividing circuit on the secondary side.
Any method may be used as long as a high-frequency voltage proportional to the high-frequency voltage applied to 16 is detected.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明の一局面によれば、検波部が、四
極子電極に印加された被変調高周波電圧を当該高周波電
圧の周波数より低い周波数に周波数変換する周波数変換
手段と、理想整流特性を有し、前記周波数変換手段によ
り低い周波数に変換された前記被変調高周波電圧を前記
理想整流特性でもって検波する理想整流器とを備えるこ
とにより、四極子電極印加高周波電圧の振幅が小さいと
きも正確に検波でき、広い範囲で直線性を有し、かつ調
整部分が無いので使用する度に微調整する必要もない。
更に、本発明の一実施形態によれば、理想整流器全体と
しての検波電圧の温度係数は、ダイオードD2の検波電
圧の温度係数が演算増幅器OP1の負のフィードバック
により抑制されるので著しく低減される。
According to one aspect of the present invention, the detecting unit converts the modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode into a frequency lower than the frequency of the high-frequency voltage, and the ideal rectification characteristic. And an ideal rectifier for detecting the modulated high-frequency voltage converted to a low frequency by the frequency conversion means with the ideal rectification characteristic, so that even when the amplitude of the quadrupole electrode applied high-frequency voltage is small, , And has linearity over a wide range, and there is no adjustment part, so there is no need to make fine adjustments each time it is used.
Further, according to an embodiment of the present invention, the temperature coefficient of the detection voltage of the ideal rectifier as a whole is significantly reduced because the temperature coefficient of the detection voltage of the diode D2 is suppressed by the negative feedback of the operational amplifier OP1.

【0024】本発明の別の局面によれば、検波部が、前
記四極子電極に印加された被変調高周波電圧と、前記被
変調高周波電圧の周波数と同じ周波数を有しかつ当該被
変調高周波電圧と位相同期した高周波信号とを乗算して
前記被変調高周波電圧の包絡線レベルを検出する乗算手
段を備えることにより、四極子電極印加高周波電圧の振
幅が小さいときも正確に検波でき、広い範囲で直線性を
有し、かつ調整部分が無いので使用する度に微調整する
必要もない。
According to another aspect of the present invention, the detection section has a modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode, a frequency equal to the frequency of the modulated high-frequency voltage, and And a multiplying means for multiplying the high-frequency signal phase-synchronized with the high-frequency signal to detect an envelope level of the modulated high-frequency voltage. Since it has linearity and has no adjustment portion, there is no need to make fine adjustments each time it is used.

【0025】本発明の更に別の局面によれば、検波部
が、前記四極子電極に印加された被変調高周波電圧をそ
の周波数と同じ周波数を有する高周波信号でスイッチン
グして前記被変調高周波電圧波形の正側又は負側を取り
出すスイッチング手段を備えるとにより、四極子電極印
加高周波電圧の振幅が小さい場合も小さい振幅を正確に
出力することができ、即ち小さい振幅を正確に検波する
ことができる。また、広い範囲で直線性を有し、かつ調
整部分が無いので使用する度に微調整する必要もない。
更に、アナログスイッチで検波電圧を生成しているの
で、検波電圧の温度変動が生じることはない。
According to still another aspect of the present invention, the detector switches the modulated high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode with a high-frequency signal having the same frequency as the modulated high-frequency voltage, Is provided, a small amplitude can be accurately output even when the amplitude of the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode is small, that is, the small amplitude can be accurately detected. In addition, there is no need to make fine adjustments each time it is used since it has linearity over a wide range and has no adjustment portion.
Further, since the detection voltage is generated by the analog switch, the detection voltage does not fluctuate in temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の四極子質量分析計用四極子電極印加電
圧発生回路の第1の好適実施形態について検波回路部分
を中心に示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a first preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer of the present invention, mainly showing a detection circuit portion.

【図2】ダイオードDのV−I特性及び理想整流器の整
流特性を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing VI characteristics of a diode D and rectification characteristics of an ideal rectifier.

【図3】本発明の四極子質量分析計用四極子電極印加電
圧発生回路の第2の好適実施形態について検波回路部分
を中心に示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a second preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer of the present invention, mainly showing a detection circuit portion.

【図4】本発明の四極子質量分析計用四極子電極印加電
圧発生回路の第3の好適実施形態について検波回路部分
を中心に示した図である。
FIG. 4 is a diagram mainly showing a detection circuit portion of a third preferred embodiment of a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer of the present invention.

【図5】四極子質量分析計の四極子に印加される制御さ
れた電圧を発生する従来の回路を示す図である。
FIG. 5 shows a conventional circuit for generating a controlled voltage applied to the quadrupole of a quadrupole mass spectrometer.

【図6】図5に示される検波回路108及びローパスフ
ィルタ107の構成を示す図である。
6 is a diagram illustrating a configuration of a detection circuit and a low-pass filter 107 illustrated in FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アッテネータ 12 周波数変換器 14 ローカルオシレータ 16 理想整流器 18 ローパスフィルタ 30 乗算器 40 アナログスイッチ 101 水晶発振器 102 高周波増幅器1(RFAMP1) 104 高周波増幅器2(RFAMP2) 105 比較器 106 PID制御器 107 ローパスフィルタ 108 検波回路 109 高周波トランス 116 四極子電極 112 +直流増幅器(+DCAMP) 113 −直流増幅器(−DCAMP) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Attenuator 12 Frequency converter 14 Local oscillator 16 Ideal rectifier 18 Low-pass filter 30 Multiplier 40 Analog switch 101 Crystal oscillator 102 High-frequency amplifier 1 (RFAMP1) 104 High-frequency amplifier 2 (RFAMP2) 105 Comparator 106 PID controller 107 Low-pass filter 108 Detection Circuit 109 High-frequency transformer 116 Quadrupole electrode 112 + DC amplifier (+ DCAMP) 113-DC amplifier (-DCAMP)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣木 成治 茨城県那珂郡那珂町大字向山801番地の1 日本原子力研究所那珂研究所内 (72)発明者 浜田 智 神奈川県藤沢市亀井野473−1 有限会社 レムフクラフト内 Fターム(参考) 5C038 JJ06 JJ07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiji Hiroki 801 Mukaiyama, Naka-cho, Naka-machi, Naka-gun, Ibaraki Pref. F-term in Remufu Craft Co., Ltd. (reference) 5C038 JJ06 JJ07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 四極子電極に直流と高周波の重畳電圧を
印加して質量分離作用を行わせる四極子質量分析計用四
極子電極印加電圧発生回路であって、高周波電圧発生
部、当該高周波電圧発生部で発生された高周波電圧を基
準スイープ電圧で振幅変調する変調部、当該変調部で変
調された高周波電圧を昇圧して当該昇圧された被変調高
周波電圧を前記四極子電極に印加する昇圧部、及び前記
昇圧部により前記四極子電極に印加された高周波電圧に
基づいて直流電圧を生成する直流電圧生成部を備え、前
記直流電圧生成部は前記昇圧部により前記四極子電極に
印加された被変調高周波電圧の包絡線レベルを検出する
ための検波部を有する、四極子質量分析計用四極子電極
印加電圧発生回路において、 前記検波部は、 前記四極子電極に印加された被変調高周波電圧を当該高
周波電圧の周波数より低い周波数に周波数変換する周波
数変換手段と、 理想整流特性を有し、前記周波数変換手段により低い周
波数に変換された前記被変調高周波電圧を前記理想整流
特性でもって検波する理想整流器とを備えることを特徴
とする四極子質量分析計用四極子電極印加電圧発生回
路。
A quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer for applying a superimposed voltage of direct current and high frequency to a quadrupole electrode to perform a mass separation action, comprising: a high frequency voltage generation unit; A modulator for amplitude-modulating a high-frequency voltage generated by the generator with a reference sweep voltage; a booster for boosting the high-frequency voltage modulated by the modulator and applying the boosted modulated high-frequency voltage to the quadrupole electrode And a DC voltage generator for generating a DC voltage based on the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode by the booster, wherein the DC voltage generator is configured to receive the DC voltage applied to the quadrupole electrode by the booster. In a quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer, which has a detection unit for detecting an envelope level of a modulated high-frequency voltage, the detection unit includes a detector applied to the quadrupole electrode. Frequency conversion means for converting the modulated high-frequency voltage to a frequency lower than the frequency of the high-frequency voltage, and having the ideal rectification characteristic, the modulated high-frequency voltage converted to a low frequency by the frequency conversion means is converted by the ideal rectification characteristic. A quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer, comprising: an ideal rectifier for detecting the voltage.
【請求項2】 前記理想整流器が、ダイオードと演算増
幅器との組み合わせにより構成されることを特徴とする
請求項1記載の四極子質量分析計用四極子電極印加電圧
発生回路。
2. The quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer according to claim 1, wherein said ideal rectifier is constituted by a combination of a diode and an operational amplifier.
【請求項3】 四極子電極に直流と高周波の重畳電圧を
印加して質量分離作用を行わせる四極子質量分析計用四
極子電極印加電圧発生回路であって、高周波電圧発生
部、当該高周波電圧発生部で発生された高周波電圧を基
準スイープ電圧で振幅変調する変調部、当該変調部で変
調された高周波電圧を昇圧して当該昇圧された被変調高
周波電圧を前記四極子電極に印加する昇圧部、及び前記
昇圧部により前記四極子電極に印加された高周波電圧に
基づいて直流電圧を生成する直流電圧生成部を備え、前
記直流電圧生成部は前記昇圧部により前記四極子電極に
印加された被変調高周波電圧の包絡線レベルを検出する
ための検波部を有する、四極子質量分析計用四極子電極
印加電圧発生回路において、 前記検波部が、前記四極子電極に印加された被変調高周
波電圧と、前記被変調高周波電圧の周波数と同じ周波数
を有しかつ当該被変調高周波電圧と位相同期した高周波
信号とを乗算して前記被変調高周波電圧の包絡線レベル
を検出する乗算手段を備えることを特徴とする四極子質
量分析計用四極子電極印加電圧発生回路。
3. A quadrupole electrode applied voltage generating circuit for a quadrupole mass spectrometer for applying a superimposed DC and high frequency voltage to a quadrupole electrode to perform a mass separation action, comprising: a high-frequency voltage generating unit; A modulator for amplitude-modulating a high-frequency voltage generated by the generator with a reference sweep voltage; a booster for boosting the high-frequency voltage modulated by the modulator and applying the boosted modulated high-frequency voltage to the quadrupole electrode And a DC voltage generator for generating a DC voltage based on the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode by the booster, wherein the DC voltage generator is configured to receive the DC voltage applied to the quadrupole electrode by the booster. In a quadrupole mass spectrometer quadrupole electrode applied voltage generation circuit having a detection unit for detecting an envelope level of a modulated high-frequency voltage, the detection unit includes a detector applied to the quadrupole electrode. Multiplying means for detecting the envelope level of the modulated high-frequency voltage by multiplying the modulated high-frequency voltage by a high-frequency signal having the same frequency as the frequency of the modulated high-frequency voltage and phase-synchronized with the modulated high-frequency voltage. A quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer.
【請求項4】 四極子電極に直流と高周波の重畳電圧を
印加して質量分離作用を行わせる四極子質量分析計用四
極子電極印加電圧発生回路であって、高周波電圧発生
部、当該高周波電圧発生部で発生された高周波電圧を基
準スイープ電圧で振幅変調する変調部、当該変調部で変
調された高周波電圧を昇圧して当該昇圧された被変調高
周波電圧を前記四極子電極に印加する昇圧部、及び前記
昇圧部により前記四極子電極に印加された高周波電圧に
基づいて直流電圧を生成する直流電圧生成部を備え、前
記直流電圧生成部は前記昇圧部により前記四極子電極に
印加された被変調高周波電圧の包絡線レベルを検出する
ための検波部を有する、四極子質量分析計用四極子電極
印加電圧発生回路において、 前記検波部が、前記四極子電極に印加された被変調高周
波電圧を前記被変調波高周波電圧の周波数と同じ周波数
を有しかつ当該被変調波高周波電圧と位相同期した高周
波信号でスイッチングして前記被変調高周波電圧波形の
正側又は負側を取り出すスイッチング手段を備えること
を特徴とする四極子質量分析計用四極子電極印加電圧発
生回路。
4. A quadrupole electrode applied voltage generation circuit for a quadrupole mass spectrometer for applying a superimposed voltage of direct current and high frequency to a quadrupole electrode to perform a mass separation action, comprising: a high-frequency voltage generation unit; A modulator for amplitude-modulating a high-frequency voltage generated by the generator with a reference sweep voltage; a booster for boosting the high-frequency voltage modulated by the modulator and applying the boosted modulated high-frequency voltage to the quadrupole electrode And a DC voltage generator for generating a DC voltage based on the high-frequency voltage applied to the quadrupole electrode by the booster, wherein the DC voltage generator is configured to receive the DC voltage applied to the quadrupole electrode by the booster. In a quadrupole mass spectrometer quadrupole electrode applied voltage generation circuit having a detection unit for detecting an envelope level of a modulated high-frequency voltage, the detection unit includes a detector applied to the quadrupole electrode. Switching the modulated high-frequency voltage with a high-frequency signal having the same frequency as the frequency of the modulated high-frequency voltage and phase-synchronized with the modulated high-frequency voltage to extract the positive or negative side of the modulated high-frequency voltage waveform Means for generating a voltage applied to a quadrupole electrode for a quadrupole mass spectrometer.
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