MX2014013860A - Generador de radio frecuencia de alto voltaje compacto que usa un inductor auto-resonante. - Google Patents

Abstract

Se describen generadores de radiofrecuencia que incluyen dispositivos activos que accionan circuitos resonantes en serie. Los circuitos resonantes en serie incluyen un inductor doble auto-resonante. Los generadores de radiofrecuencia se pueden utilizar para conducir cargas capacitivas.

Description

GENERADOR DE RADIOFRECUENCIA DE ALTO VOLTAJE COMPACTO QUE USA UN INDUCTOR AUTORESONANTE Campo de la Invención La presente invención se refiere generalmente a generadores de radiofrecuencia (RF) y de manera más particular a circuitos generadores de radiofrecuencia que usan un inductor.

Antecedentes de la Invención Los generadores de radiofrecuencia producen señales de alta frecuencia útiles para muchas aplicaciones, por ejemplo, para el uso en espectrómetros de movilidad iónica (IMS) y espectrómetros de movilidad iónica asimétricos de campo (FAIMS) o espectrómetros de movilidad diferencial (DMS). En un espectrómetro, las moléculas en una muestra de aire se ionizan y se admiten en una región de conducción de una celda. Las moléculas ionizadas se desplazan al extremo opuesto de la celda en una velocidad dependiente del tamaño del ion a un colector, lo cual provoca un pulso de corriente en el colector. La corriente en el colector se convierte a un voltaje y se amplifica. Al medir el tiempo de vuelo a lo largo de la celda es posible identificar el ion.

El contenido planteado en esta sección de antecedentes de la invención no se debe asumir por ser téenica previa simplemente como un resultado de su mención en la sección de los antecedentes de la invención. Similarmente, un problema mencionado en la sección de antecedentes de la invención o asociado con el contenido de la sección de antecedentes de la invención no se debe asumir por haber sido reconocido previamente en la téenica previa. El contenido en la sección de antecedentes de la invención representa simplemente diferentes procedimientos, que en y por si mismas también pueden ser invenciones.

Sumario de la Invención Se describen circuitos generadores de radiofrecuencia que incluyen un circuito resonante en serie. En una modalidad, un circuito generador de radiofrecuencia incluye un dispositivo altivo que conduce el circuito resonante en serie que incluye un inductor doble toroide bifilar. Los circuitos generadores de radiofrecuencia se pueden utilizar para producir un voltaje de carga alta en una frecuencia alta para conducir una carrera capacitiva.

En un aspecto, se proporciona una modalidad de un circuito que incluye un inductor doble. El inductor doble incluye un núcleo toroide. El circuito incluye un bobinado en el núcleo toroide. El bobinado incluye una entrada y una salida. El circuito también incluye otro bobinado en el núcleo toroide. El otro bobinado incluye una entrada y una salida. El circuito también incluye un capacitor acoplado eléctricamente a la entrada de un bobinado paralelo con el bobinado. El circuito también incluye otro capacitor acoplado eléctricamente a la entrada del otro bobinado en paralelo con el otro bobinado. Las heridas de los bobinados se configuran para acoplarse eléctricamente a una carga capacitiva. En otro aspecto, se proporciona una modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia que incluye un suministro de energía, un dispositivo activo configurado para enviar una señal, un inductor doble que incluye un par de bobinados enrollados sobre un núcleo toroide, y un capacitor. El capacitor se acopla eléctricamente con uno de los bobinados del inductor doble. El suministro de energía y el dispositivo activo se acoplan eléctricamente con el capacitor y el uno de los bobinados del inductor doble. El inductor doble se configura para proporcionar un incremento de voltaje de la señal del dispositivo activo.

Otra modalidad de la invención se refiere a un método para generar una señal. El método incluye proporcionar una señal de conducción a un dispositivo activo. El método también incluye proporcionar un suministro de energía. El método también incluye proporcionar un circuito que incluye un inductor doble toroide bifilar y un capacitor acoplado eléctricamente paralelo con por lo menos uno de los bobinados del inductor doble toroide bifilar. El dispositivo activo y el suministro de energía se acoplan eléctricamente al circuito. El método también incluye conducir una carga capacitiva eléctricamente acoplado al circuito en serie con el inductor doble toroide bifilar.

Este Sumario de la Invención se proporciona para introducir una selección de conceptos en una forma simplificada que se describe adicionalmente a continuación en la descripción detallada. Este Sumario de la Invención no se propone para identificar características claves o características esenciales del contenido reclamado, tampoco se propone para ser utilizado para limitar el alcance del contenido reclamado.

Breve Descripción de las Figuras La descripción detallada se describe con referencia a las figuras acompañantes. En las figuras, el dígito(s) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la cual el número de referencia primer se presenta. El uso del mismo número de referencia es diferente en casos en la descripción y las figuras pueden identificar artículos similares o idénticos.

La FIGURA 1 es una ilustración esquemática de un inductor doble autoresonante de acuerdo con una modalidad de esta descripción; la FIGURA 2 es una ilustración esquemática de un inductor doble autoresonante en un circuito resonante en serie de con una modalidad de esta descripción; la FIGURA 3 es una ilustración esquemática de una modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia que incluye una modalidad de un circuito resonante en serie con un inductor doble autoresonante de acuerdo con una modalidad de esta descripción; la FIGURA 4 es una ilustración esquemática de otra modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia que incluye una modalidad de un circuito resonante en serie con un inductor doble autoresonante de acuerdo con una modalidad de esta descripción; y la FIGURA 5 es una ilustración esquemática de otra modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia que incluye una modalidad de un circuito resonante en serie con un inductor doble autoresonante de acuerdo con una modalidad de esta descripción.

Descripción Detallada de la Invención Antes de volver a las figuras, en una modalidad, se proporciona un generador de radiofrecuencia que utiliza un dispositivo activo para accionar un circuito resonante en serie que incluye un inductor doble autoresonante. En una modalidad, el generador de radiofrecuencia produce dos salidas anti-fase en un voltaje más alto que un voltaje de suministro del generador de radiofrecuencia en una frecuencia de por lo menos un Megahercios (MHz). Tales salidas se pueden utilizar para conducir una carga capacitiva. Una modalidad de un inductor doble autoresonante primero se describe.

Se proporciona un inductor doble autoresonante, ilustrado como un inductor doble toroide bifilar 110 en la FIGURA 1. El inductor doble toroide bifilar 110 incluye un núcleo en forma generalmente toroide 112. En una modalidad, el núcleo 112 es un núcleo magnético de baja permeabilidad (por ejemplo, formado de polvo de hierro, ferrita, u otros materiales adecuados). Particularmente, por ejemplo, en una modalidad el núcleo 112 se forma de polvo de T 80-6.

El núcleo 112 se envuelve con un par de bobinados 114 y 116. Los bobinados 114 y 116 son conductores aislados. En una modalidad el material que aísla los conductores tiene baja pérdida de radiofrecuencia y características de voltaje de rompimiento altas, tales como, por ejemplo, politetrafluoroetileno (PTFE), u otros materiales adecuados. Los bobinados 114 y 116 se acoplan. El bobinado 114 proporciona una entrada 118 y una salida 120. Del mismo modo, el bobinado 116 proporciona una entrada 122 y una salida 124. Las modalidades de un conductor doble toroide bifilar 110 proporcionan un campo magnético radiado bajo y, en algunas modalidades, un tamaño más pequeño que un inductor de aire-espacio. Adicionalmente, en algunas modalidades, la configuración de bobinado bifilar proporciona acoplamiento cercano entre los bobinados y la construcción simple. En una modalidad, el núcleo 112 no es un núcleo dividido (es decir, no tiene un espacio de aire).

Tal inductor doble toroide bifilar 110 se puede utilizar en varios circuitos. La FIGURA 2 ilustra un circuito resonante en serie 248 que incluye un inductor doble autoresonante, tal como el inductor doble toroide bifilar 210. Una entrada 203 al circuito 248 se acopla eléctricamente con un capacitor 240 y la entrada 218 del bobinado 214 del inductor doble toroide bifilar 210. El capacitor 240 también se acopla eléctricamente a tierra. Otra entrada 205 al circuito 248 se acopla eléctricamente con otro capacitor 242 y la entrada 222 del bobinado 216 del inductor doble toroide bifilar 210. El capacitor 242 también se acopla eléctricamente a tierra. La salida 220 del bobinado 214 se acopla eléctricamente a un capacitor 244. El capacitor también se acopla eléctricamente a tierra. La salida 224 del bobinado 216 se acopla eléctricamente a un capacitor 246. El capacitor 246 también se acopla eléctricamente a tierra.

Dos entradas, con fases desplazadas de una a la otra, se pueden aplicar a las entradas 203 y 205 del circuito resonante en serie 248. Los inductores del inductor doble toroide bifilar 210 se acoplan, y el inductor doble toroide bifilar 210 es un inductor doble autoresonante que produce dos salidas anti-fase. Como se ilustra en las Figuras 1 y 2, el inductor toroide bifilar 310 se configura tal que el flujo de corriente a través de los bobinados 214 y 216 es en direcciones opuestas. La capacitancia ínter-bobinada del inductor doble toroide bifilar 210 proporciona en una resonancia en serie.

La FIGURA 3 es una ilustración esquemática de una modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia 325 que incluye un inductor doble autoresonante, ilustrado como un inductor doble toroide bifilar 310. Un suministro de energía, ilustrado como un suministro de energía de corriente directa de voltaje bajo 326 en la FIGURA 3, es proporcionado. El suministro de energía de corriente directa 326 se acopla eléctricamente con un transformador 328. El transformador 328 tiene dos salidas 330 y 332. El transformador 328 produce dos salidas que están fuera de fase entre sí en las salidas 330 y 332.

Un dispositivo activo, ilustrado como un transistor 334, también se proporciona. Mientras que el transistor 334 se ilustra como un transistor de efecto de campo NMOS en la FIGURA 3, en otras modalidades se utilizan otros transistores adecuados (por ejemplo, PMOS FET's, JFET's, BJT's, etc.). Adicionalmente, cualquier otro dispositivo antiguo adecuado se puede utilizar. El transistor 334 recibe una señal de conducción en una entrada 336. La fuente de transistor 334 se acopla eléctricamente a tierra.

La salida 338 del transistor 334, en la modalidad ilustrada el drenaje del transistor 334, y la primera salida 330 del transformador 328 se acoplan eléctricamente con la entrada 318 del bobinado 314 del inductor doble toroide bifilar 310 y al primer capacitor 340. El primer capacitor 340 se acopla eléctricamente en paralelo con el bobinado 314 y también se acopla eléctricamente a tierra.

La segunda salida 332 del transformador 328 se acopla eléctricamente con el segundo capacitor 342 y la entrada 322 del bobinado 316 del inductor toroide bifilar 310. El segundo capacitor 342 se acopla eléctricamente en paralelo con el bobinado 316 y también se acopla eléctricamente a tierra.

Los inductores del inductor doble toroide bifilar 310 se acoplan estrechamente. El inductor doble toroide bifilar 310 es un inductor doble autoresonante que produce dos salidas anti-fase. Como se ilustra en la FIGURA 3, el inductor toroide bifilar 310 se configura tal que el flujo de corriente a través de los bobinados 314 y 316 es en direcciones opuestas. Las salidas 320 y 324 se pueden utilizar para conducir una carga capacitiva, ilustrada en la FIGURA 3 (junto con cualquier capacitancia parasítica en el inductor doble) como los capacitores 344 y 346.

El circuito de la FIGURA 3 se acciona tal que el inductor doble toroide bifilar 310 resuena con una capacitancia de carga, ilustrada en la FIGURA 3 (junto con cualquier capacitancia parasítica en el inductor doble) como los capacitores 344 y 346. El circuito resonante en serie 348 se acciona en su frecuencia resonante para proporcionar un incremento de voltaje, tal que las salidas 320 y 324 estarán en un voltaje más alto que las entradas 318 y 322. Con una señal de frecuencia alta y el inductor toroide bifilar 310 que resuena con la capacitancia de carga 344 y 346, se puede utilizar baja energía para producir el voltaje más alto en la frecuencia alta en las salidas de voltaje alto 320 y 324. De esta manera, una impedancia que iguala el circuito resonante en serie 348 se proporciona para el incremento de voltaje de alta frecuencia, de energía baja. El inductor doble toroide bifilar 310 se configura tal que la capacitancia interbobinado proporciona una resonancia en serie y un incremento de voltaje grande.

En una modalidad, se proporciona un inductor doble toroide bifilar con un núcleo de energía de hierro T 80-6. El núcleo tiene un diámetro exterior de 20 milímetros y es de 6 milímetros de grueso. El núcleo estaría con dos bobinados, cada uno con 35 vueltas. Cuando el núcleo se acciona en 8 MHz con un voltaje de suministro de 30 V, se logra una salida diferencial de 3 kV pico a pico.

El incremento de voltaje es dependiente de factor de calidad ("Q") de circuito resonante en serie coincidente de impedancia 348. Tanto el factor de calidad como la frecuencia resonante del circuito resonante en serie 348 pueden variar basado en los factores diferentes múltiples (por ejemplo, temperatura, diseño de componente, etc.). La retroalimentación, por ejemplo, a través del uso de, por ejemplo, un dispositivo de retroalimentación, permite la regulación y estabilización del voltaje de salida de la red 348.

En una modalidad, un dispositivo de retroalimentación, ilustrado como un bobinado de retroalimentación pequeño 350 (por ejemplo, 1 vuelta) enrollado al inductor doble toroide bifilar 310, se proporciona. El bobinado de retroalimentación 350 se acopla eléctricamente con la entrada 336 del dispositivo activo 334. De esta manera, el circuito generador de radiofrecuencia 325 estará auto-oscilando, con el dispositivo activo que continúa accionando el circuito resonante en serie 348 en su frecuencia resonante. Esto proporciona un circuito generador de radiofrecuencia eficiente 325.

La FIGURA 4 es una ilustración esquemática de otra modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia 425 que incluye un inductor doble autoresonante ilustrado como un inductor doble toroide bifilar 410. Se proporciona un suministro de energía, ilustrado como un suministro de energía de corriente directa de voltaje bajo 426 en FIGURA 4.

El suministro de energía de corriente directa 426 se alimenta eléctricamente a través de un inductor 452 con una salida 454.

También se proporciona un dispositivo activo, ilustrado como un transistor 434 en la FIGURA 4. El transistor 434 recibe una señal de accionamiento en su entrada 436. La fuente del transistor 434 se acopla eléctricamente a tierra. La salida 438 del transistor 434, en el drenaje de la modalidad ilustrada del transistor de efecto de campo NMOS, se acopla eléctricamente en serie con un diodo 456.

El diodo 456 y la salida 454 del inductor 452 se acoplan eléctricamente a la entrada 418 del bobinado 414 del inductor doble toroide bifilar 410 y a un primer capacitor 440. El primer capacitor 440 se acopla eléctricamente paralelo con el bobinado 414 y también se acopla eléctricamente a tierra. La entrada 422 del bobinado 416 del inductor doble toroide bifilar 410 se acopla eléctricamente a tierra.

Las salidas 420 y 424 se configuran para acoplarse en serie con y conducir una carrera capacitiva. La carga capacitiva (junto con la capacitancia parasítica del inductor doble toroide bifilar 410) se representa esquemáticamente como capacitores de carga 444 y 446, que se acoplan a la salida 420 y a la salida 424 respectivamente.

El circuito de la FIGURA 4 se acciona tal que el inductor doble toroide bifilar 410 resuena con la capacitancia de carga 444 y 446 (junto con cualquier capacitancia parasítica en un inductor doble toroide bifilar 410). Con una señal de alta frecuencia y el inductor toroide bifilar 410 que resuena con la capacitancia de carga 444 y 446, se utiliza energía de suministro baja para producir el voltaje más alto en la frecuencia alta en las salidas 420 y 424 del inductor doble toroide bifilar 410. De esta manera un circuito resonante en serie coincidente de impedancia 448 proporciona incremento de voltaje de alta frecuencia, baja energía. El inductor toroide bifilar 410 se configura tal que la capacitancia interbobinado proporciona una resonancia en serie y un incremento de voltaje grande.

En una modalidad, se proporciona un dispositivo de retroalimentación, ilustrado como un bobinado de retroalimentación pequeño 450 (por ejemplo, 1 vuelta) sería el inductor doble toroide bifilar 410. El bobinado de retroalimentación 450 se acopla eléctricamente con el dispositivo activo 434. De esta manera el circuito generador de radiofrecuencia 425 estará auto-oscilando y se puede accionar en la frecuencia resonante. Esto proporciona un circuito generador de radiofrecuencia eficiente 425.

En una modalidad, el diodo 456 evita que el diodo del cuerpo parasítico del transistor de efecto de campo N OS de fijar y limitar el interruptor de voltaje inicial que acciona el circuito resonante en serie 448 incluyendo el inductor doble toroide bifilar 410. Adicionalmente, el diodo 456 permite que el voltaje aplicado al circuito resonante en serie 448 oscile negativo, dando al circuito resonante en serie 448 una mayor salida.

La FIGURA 5 ilustra otra modalidad de un circuito generador de radiofrecuencia 525 que incluye un inductor doble autoresonante ilustrado como un inductor doble toroide bifilar toroide 510. Un suministro de energía, ilustrado como un suministro de energía de corriente directa de voltaje bajo 526 en la FIGURA 5, se proporciona. El suministro de energía de corriente directa 526 se acopla eléctricamente a un transformador 558. El transformador 558 incluye dos salidas 560 y 562.

También se proporcionan dos dispositivos activos, ilustrados como transistores 534 y 564 en la FIGURA 5. El transistor 534 recibe una señal de accionamiento en su entrada 536. La fuente del transistor 534 se acopla eléctricamente a tierra. La salida 538 del transistor 534 and y la Salida 560 del transformador 560 se acoplan eléctricamente a un primer capacitor 540 y a la entrada 518 del bobinado 514 del inductor doble toroide bifilar 510. El primer capacitor 540 se acopla eléctricamente en paralelo con el bobinado 514 y también se acopla eléctricamente a tierra.

El transistor 564 también recibe una señal de accionamiento en su entrada 566. La fuente del transistor 564 se acopla eléctricamente a tierra. La salida 568 del transistor 564 y la salida 562 del transformador 558 se acoplan eléctricamente a un segundo capacitor 542 y a la entrada 522 del bobinado 516 del inductor doble toroide bifilar 510. El segundo capacitor 542 se acopla eléctricamente en paralelo con el bobinado 516 y también se acopla eléctricamente a tierra.

La salidas 520 y 524 de los bobinados 514 y 516 se configuran para ser acoplados en serie con y accionados con una carga capacitiva. La carga capacitiva (junto con la capacitancia parasítica del inductor doble toroide bifilar 510) se representa esquemáticamente como capacitores de carga 544 y 546, que se acoplan a la salida 420 y la salida 424 respectivamente.

El circuito de la FIGURA 5 se acciona tal que el inductor doble toroide bifilar 510 resuena con la capacitancia de carga 544 y 546 (junto con cualquier capacitancia parasítica en el inductor doble toroide bifilar 510). Con una señal de alta frecuencia y el inductor toroide bifilar 510 que resuena con la capacitancia de carga 544 y 546, se utiliza energía de suministro baja para producir el voltaje más alto en la frecuencia alta en las salidas 520 y 524 del inductor doble toroide bifilar 510. De esta manera, un circuito resonante de serie coincidente a la impedancia 548 proporciona incremento de voltaje de alta frecuencia, de energía baja. El inductor toroide bifilar 510 se configura tal que la capacitancia interbobinado proporciona una resonancia en serie y un incremento de voltaje grande.

Algunas aplicaciones pueden requerir alta frecuencia, forma de onda de voltaje alto, tales como aquellos producidos por modalidades de los circuitos generadores de radiofrecuencia como se describe en lo anterior. Por ejemplo, los modificadores de iones, tales como aquellos descritos en la Publicación de Solicitud de Patente de E.U.A. No. 2011/0300638, asignada al cesionario de la presente solicitud e incorporada en la presente a manera de referencia en su totalidad, puede utilizar una forma de onda de alta frecuencia.

Las modalidades de los circuitos generadores de radiofrecuencia como se describen en la presente se pueden utilizar para suministrar formas de onda de alta frecuencia a tales modificadores de iones. Adicionalmente, las modalidades de los circuitos generadores de radiofrecuencia que producen formas de onda de alta frecuencia se pueden utilizar en varias otras aplicaciones.

Las modalidades de los generadores de radiofrecuencia incluyendo circuitos resonantes en serie que incluyen un inductor doble toroide como se describe en la presente puede proporcionar voltaje de salida alto en alta frecuencia (por ejemplo, por lo menos varios MHz). Un inductor doble toroide bifilar puede proporcionar una frecuencia resonante deseada, mientras que tiene un tamaño pequeño y un campo magnético radiado bajo. Adicionalmente, la capacitancia parasítica entre los bobinados de un inductor doble toroide bifilar puede proporcionar auto-resonancia. Adicionalmente, a una modalidad un inductor doble toroide bifilar no requiere un espacio de aire, proporciona un acoplamiento cerrado, y es de una construcción simple. Un núcleo toroide puede comprender cualquier forma de anillo que no sea circular, por ejemplo pueda ser cuadrado, elipsoide, rectangular o cualquier otra forma cerradas. En una modalidad, un núcleo toroide comprende una forma toroide.

Mientras que los dispositivos cativos en cada una de las modalidades son ilustrativos como transistores de efecto de campo NMOS, en otras modalidades se utilizan otros transistores adecuados (por ejemplo, PMOS FET's, JFET's, BJT's, etc.). Adicionalmente, cualquier otro dispositivo activo adecuado, tal como una impedancia controlada de voltaje, se puede utilizar.

El dispositivo de retroalimentación y el diodo descritos con respecto a las modalidades anteriores, se pueden utilizar en conjunción con cualquiera de las modalidades descritas en la presente.

Mientras que el inductor doble autoresonante se ilustra como un inductor doble toroide bifilar, en otras modalidades, se utilizan otros tipos adecuados de inductores dobles autoresonantes.

En una modalidad se proporciona un circuito de radiofrecuencia para proporcionar una señal de radiofrecuencia, el circuito que comprende: un inductor doble que incluye un embobinado que incluye una entrada y una salida, y otro embobinado que incluye una entrada y una salida, en donde uno del embobinado y el otro embobinado se disponen para proporcionar, entre un embobinado y el otro embobinado, una capacitancia parasítica seleccionada para determinar la frecuencia de la señal de radiofrecuencia; y en donde las salidas de los bobinados se configuran para acoplarse eléctricamente a una carga capacitiva. En un embobinado y el otro embobinado se pueden arreglar espacialmente de modo que la capacitancia parasítica seleccionada y la inductancia del inductor doble proporcionan un circuito resonante que tiene una frecuencia resonante de radiofrecuencia. Por ejemplo la frecuencia resonante proporcionada por la inductancia del inductor doble y la capacitancia parasítica seleccionada puede ser por lo menos 0.5 MHz, o por lo menos 1 MHz, o por lo menos 3 MHz. En algunas de estas posibilidades, la frecuencia resonante proporcionada por la inductancia del inductor doble y la capacitancia parasítica seleccionada puede ser menor que 15 MHz, o menor que 50 MHz. La disposición espacial de los embobinados puede comprender seleccionar la longitud de los embobinados, y el espaciamiento entre ellos y/o la constante dieléctrica de cualquier recubrimiento en el embobinado. En una modalidad el circuito de radiofrecuencia comprende además la carga capacitiva, y la capacitancia parasítica seleccionada, y la carga capacitiva, y la inductancia del inductor doble cooperan para proporcionar un circuito resonante que tiene una frecuencia resonante de radiofrecuencia. La carga capacitiva puede comprender un modificador de iones de un espectrómetro de movilidad iónica.

El inductor doble puede comprender un núcleo de polvo de ferrita o hierro sobre el cual los bobinados se bobinan. El núcleo se puede arreglar en una forma de circuito cerrado, tal como un toroide. En unas modalidades, ni el núcleo, o un núcleo magnético se pueden utilizar.

Los dibujos muestran capacitores 244, 246, en la Figura 2, 344, 346, en la Figura 3, y 444, 446 en la Figura 4. Estos capacitores son una representación de la capacitancia distribuida entre los embobinados del inductor doble y cualquier capacitancia de una carga acoplada entre la salida de los bobinados. No se proponen para indicar capacitores actuales. Por lo tanto se apreciará que la representación en los dibujos es simplemente esquemática, y la mayoría de la capacitancia es actualmente entre las salidas del bobinado, antes que entre cada salida y a tierra. En algunas posibilidades, los capacitores se pueden agregar en las posiciones indicadas por 244, 246, en la Figura 2, 344, 346, en la Figura 3, y 444, 446 en la Figura 4 a fin de afinar el circuito.

En una modalidad, se proporciona un circuito de modificación de iones para un espectrómetro de movilidad iónica que comprende: un modificador de iones para someter los iones en un tubo de desplazamiento de un espectrómetro de movilidad iónica a un campo eléctrico de radiofrecuencia; y un inductor doble que incluye un embobinado que incluye una entrada y una salida, y otro bobinado que incluye una entrada y una salida; en donde un bobinado y el otro bobinado se disponen para proporcionar, entre un bobinado y el otro bobinado, una capacitancia parasítica y las salidas de los bobinados se acoplan al modificador de iones, en donde la capacitancia parasítica del inductor doble se selecciona basado en la inductancia del inductor doble y la capacitancia del modificador de iones para proporcionar un circuito resonante que tiene una frecuencia resonante de radiofrecuencia. En una modalidad la frecuencia resonante es por lo menos 3 MHz, y en algunos ejemplos de esta modalidad la frecuencia resonante es menor que 15 MHz. Este circuito resonante puede comprender las características de cualquiera de los circuitos descritos en la presente.

El modificador de iones puede comprender un primer electrodo, y un segundo electrodo, en donde los electrodos se configuran para ser arreglados a través del tubo de desplazamiento para someter los iones en el tubo de desplazamiento a un campo eléctrico de radiofrecuencia entre los electrodos.

En una modalidad, el un bobinado y el otro bobinado se disponen de modo que una corriente alterna en el bobinado induce una corriente alterna que tiene fase opuesta en el otro bobinado.

El uso de los términos "un/una" y "la/el" y referentes similares en el contexto de describir la invención (especialmente en el contexto de las siguientes reivindicaciones) se va a considerar que cubren tanto el singular como el plural a menos que se indique de otra manera en la presente o se contradiga claramente por el contexto. Los términos "que comprende", "que tiene", "que incluye", y "que contiene" se van a considerar como términos indefinidos (es decir, significan "que incluyen, pero no se limita a"), a menos que se indique de otra manera. La cita de los intervalos de valores en la presente son simplemente propuestos para servir como un método abreviado para referirse individualmente a cada valor separado que se encuentra dentro del intervalo, a menos que se indique de otra manera en la presente, y cada valor separado se incorpora en lá especificación como si se hubieran citado individualmente en la presente. Todos los métodos descritos en la presente se pueden llevar a cabo en cualquier orden adecuado a menos que se indique de otra manera en la presente o se contradiga claramente de otra manera por el contexto. El uso de cualquiera y todos los ejemplos, o lenguaje ejemplar (por ejemplo, "tal como") proporcionado en la presente, se propone simplemente para ilustrar mejor la invención y no poseen una limitación en el alcance de la invención a menos que se reclame de otra manera. Ningún lenguaje en especificación se debe considerar como que indica cualquier elemento no reclamado como esencial a la práctica de la invención.

Mientras que la referencia se hace a los amplificadores y elementos de amplificación, no se propone que un amplificador o un elemento de amplificación se limiten a un solo elemento. En cambio, se prevé que estos términos en algunas modalidades puedan abarcar circuitos incluyendo elementos múltiples, circuitos integrados, o cualquier otra disposición adecuado para amplificación. Los términos "capacitancia parasita" y "capacitancia parasítica" se utilizan intercambiablemente en la presente para referirse a una capacitancia inherente asociada con la disposición de conductores que llevan carga en proximidad entre sí.

Las modalidades preferidas de esta invención se describen en la presente, incluyendo el mejor modo conocido por los inventores para llevar a cabo la invención. Las variaciones de esas modalidades preferidas pueden ser evidentes para aquellas personas de experiencia ordinaria en el campo en la lectura de la descripción anterior. Los inventores esperan que los artífices expertos empleen tales variaciones como sea apropiado, y los inventores intentan que la invención se practique de otra manera que como se describe específicamente en la presente. Por consiguiente, esta invención incluye todas las modificaciones y equivalentes del contenido citado en las reivindicaciones adjuntas a la misma como es permitido por la lcy aplicable. Por otra parte, cualquier combinación de los elementos descritos en lo anterior en todas las variaciones posibles de los mismos se abarca por la invención a menos que se indique de otra manera en la presente o se contradiga claramente de otra manera por el contexto.

Aunque la invención se ha descrito en lenguaje específico a las características estructurales y/o actos metodológicos, se va a entender que la invención definida en las reivindicaciones adjuntas no se limita necesariamente a las características o actos específicos descritos. Más bien, las características y actos específicos se describen como formas ejemplares para implementar la invención reclamada.

Claims (28)

REIVINDICACIONES

1. Un circuito de radiofrecuencia para proporcionar una señal de radiofrecuencia, caracterizado porque el circuito comprende: un inductor doble que incluye un bobinado que incluye una entrada y una salida, y otro bobinado que incluye una entrada y una salida; en donde el bobinado y el otro bobinado se disponen para proporcionar, entre el bobinado y el otro bobinado, una capacitancia parasítica seleccionada para determinar la frecuencia de la señal de radiofrecuencia; y en donde las salidas de los bobinados se configuran para acoplarse eléctricamente a una carga capacitiva.

2. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el bobinado y el otro bobinado se disponen espacialmente para que la capacitancia parasítica seleccionada y la inductancia del inductor doble proporcionen un circuito resonante que tiene una frecuencia resonante de radiofrecuencia.

3. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque comprende la carga capacitiva, y en la cual la capacitancia parasítica seleccionada, y la carga capacitiva, y la inductancia del inductor doble proporcionan un circuito resonante que tiene una frecuencia resonante de radiofrecuencia.

4. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 1, 2 o 3, caracterizado porque el inductor doble comprende un núcleo de polvo de ferrita o hierro.

5. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el núcleo es una forma de circuito cerrado, y el bobinado y el otro bobinado se bobinan en el núcleo.

6. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el bobinado y el otro bobinado se disponen para que una corriente alterna en el bobinado induzca una corriente alterna que tiene fase opuesta en el otro bobinado.

7. El circuito de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la carga capacitiva comprende un modificador de iones de un espectrómetro de movilidad iónica.

8. Un circuito, caracterizado porque comprende: un inductor doble que incluye un núcleo toroide, un bobinado en el núcleo toroide, el bobinado que incluye una entrada y una salida, y otro bobinado en el núcleo toroide, el otro bobinado que incluye una entrada y una salida; un capacitor acoplado eléctricamente a la entrada del bobinado en paralelo con el bobinado; otro capacitor eléctricamente acoplado a la entrada del otro bobinado en paralelo con el otro bobinado; en donde las salidas de los bobinados se configuran para acoplarse eléctricamente a una carga capacitiva.

9. El circuito de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende: una carga capacitiva acoplada eléctricamente con las salidas de los bobinados del inductor doble; en donde el circuito y la carga capacitiva forman un circuito resonante.

10. El circuito de conformidad con la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque el núcleo toroide no incluye un espacio de aire.

11. El circuito de conformidad con la reivindicación 8, 9 o 10, caracterizado porque el inductor doble se configura para proporcionar un incremento de voltaje de las entradas del circuito a las salidas de los bobinados; y en donde el inductor doble se configura para tener corriente que corre en direcciones opuestas a través de los bobinados del inductor doble.

12. El circuito de conformidad con la reivindicación 8, 9, 10 o 11, caracterizado porque se acopla con un dispositivo activo que proporciona una señal; en donde el circuito proporciona una señal de voltaje incrementado en las salidas de los bobinados.

13. El circuito de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque el capacitor y el otro capacitor comprenden la carga capacitiva y una capacitancia parasítica del inductor doble.

14. Un circuito generador de radiofrecuencia, caracterizado porque comprende: un suministro de energía; un dispositivo activo configurado para enviar una señal; un inductor doble que incluye un par de bobinados enrollados en un núcleo toroide; y un capacitor acoplado eléctricamente con uno de los bobinados del inductor doble; en donde el suministro de energía y el dispositivo activo se acoplan eléctricamente con el capacitor y el uno de los bobinados del inductor doble; y en donde el inductor doble se configura para proporcionar un incremento de voltaje de la señal del dispositivo activo.

15. El circuito generador de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el suministro de energía incluye un suministro de energía de corriente directa eléctricamente acoplado a un transformador que produce dos salidas, las salidas que están fuera de fase entre sí, el circuito generador de radiofrecuencia comprende además: un segundo capacitor acoplado eléctricamente con el otro de los bobinados del inductor doble; en donde el uno de las salidas del transformador se acoplan eléctricamente con el segundo capacitor y el otro de los bobinados del inductor doble.

16. El circuito generador de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la corriente corre a través de los bobinados en direcciones opuestas.

17. El circuito generador de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 14, 15, o 16, caracterizado porque el inductor doble se configura tal que la capacitancia parasítica entre los bobinados produce una auto-resonancia del inductor doble.

18. El circuito generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque el inductor doble se configura para proporcionar un incremento de voltaje entre la entrada de los bobinados y la salida de los bobinados.

19. El generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 18, caracterizado porque el otro de los bobinados del inductor doble está a tierra.

20. El generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado además porque comprende: un dispositivo de retroali entación configurado para proporcionar una retroalimentación del inductor doble al dispositivo activo.

21. El generador de radiofrecuencia de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de retroalimentación incluye un bobinado en el núcleo toroide eléctricamente acoplado al dispositivo activo.

22. El generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, caracterizado porque el dispositivo activo comprende: un transistor, el generador de radiofrecuencia que comprende además un diodo acoplado en serie con el dispositivo activo y el uno de los bobinados del inductor doble.

23. El generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, caracterizado porque el dispositivo activo incluye dos transistores, con uno de los transistores acoplados eléctricamente con uno de los bobinados del inductor doble y el otro transistor acoplado eléctricamente con el otro de los bobinados del inductor doble.

24. El generador de radiofrecuencia de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 23, caracterizado porque se acopla eléctricamente a un modificador de iones.

25. Un método para generar una señal, caracterizado porque comprende: proporcionar una señal de accionamiento a un dispositivo activo; proporcionar un suministro de energía; proporcionar un circuito que incluye un inductor doble toroide bifilar y un capacitor eléctricamente acoplado en paralelo en por lo menos uno de los bobinados del inductor doble toroide bifilar, el dispositivo activo y el suministro de energía que se acoplan eléctricamente al circuito; y conducir una carga del capacitiva eléctricamente acoplada al circuito en serie con el inductor doble toroide bifilar.

26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado además porque comprende: proporcionar un dispositivo de retroalimentación que proporciona una retroalimentación del inductor doble toroide bifilar al dispositivo activo.

27. El método de conformidad con la reivindicación 25 o 26, caracterizado además porque comprende: proporcionar la señal a un modificador de iones.

28. El método de conformidad con la reivindicación 25, 26 o 27, caracterizado además porque comprende: accionar el circuito en su frecuencia resonante.