[实用新型]用于多极杆离子阱和离子导向装置的射频电源

说明书

一种用于多极杆离子阱和离子导向装置的射频电源，包括信号源、功率放大器、射频共振电路、监测电路、偏置电路和负载，其中：信号源用于提供射频信号；功率放大器的用于对信号源提供的射频信号进行放大，生成驱动后续电路的高功率信号；射频共振电路，用于对功率放大器输出的高功率信号进行谐振放大，并输出给负载；监测电路用于监测经过射频共振电路谐振放大之后的信号；偏置电路用于对传输至负载的射频高压施加直流偏置电压；负载为多极杆离子阱或离子导向装置。本实用新型提供的射频电源，射频共振电路采用串联谐振回路，射频信号直接输入到谐振回路中，能量传输效率高，具有较高的品质因数，同时只有一条主回路，使得结构更简单。

技术领域

本实用新型属于电子仪器技术领域，具体涉及一种用于多极杆离子阱和离子导向装置的射频电源。

背景技术

多极杆离子阱和离子导向装置一般是由四个电极或多个电极组成，如四极杆离子阱、八极杆离子导向器等，如图1为四极杆离子阱或四极离子导引杆的实例简图；由于多极杆离子阱和离子导向装置结构简单、实用性强，被广泛应用于现代化学分析仪器中。用于驱动这类多极杆系统的射频电源需要提供两路幅值相同、相位相反的射频高压输出。常用射频电源的电路主要包括：信号源电路、驱动电路以及最主要的射频谐振回路。射频谐振回路主要由电感(L)-电容(C)(简称LC)组成，也叫LC谐振回路。目前，广泛使用的射频谐振回路采用的是一种升压变压器式的并联谐振回路，其主要的结构和原理是：射频功率由变压器主级输入并经磁芯耦合至次级，次级的线圈与电容并联构成并联LC谐振回路，实现高幅值的射频电压输出。这种并联LC谐振回路的设计通常受到三个方面的限制：其一，并联LC谐振回路中主、次级线圈间的电磁感应存在不可避免的能量损耗；其二，传输能量的损耗同时会限制次级并联LC谐振回路的品质因数；其三，并联LC谐振回路中的升压变压器在缠绕制作上相对复杂，会使整个射频电源的电路设计变得复杂，较难实现射频电源整机的小型化。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提供了一种用于多极杆离子阱和离子导向装置的射频电源，为了解决常用射频电源的电路中存在不可避免的能量损耗、谐振回路的品质因数较小、射频电源的电路设计变得复杂，较难实现射频电源整机的小型化的问题。

(二)技术方案

一种用于多极杆离子阱和离子导向装置的射频电源，包括信号源100、功率放大器200、射频共振电路300、监测电路400、偏置电路500和负载 600，其中：

信号源100，用于提供一个幅度和频率可调的射频信号；

功率放大器200，输入端与信号源100的输出端相连接，用于对信号源100提供的射频信号进行放大，生成用以驱动后续电路的高功率信号；

射频共振电路300，输入端与功率放大器200的输出端相连接，第一输出端与负载600的正极性相连接，第二输出端与负载600的负极性相连接，用于对功率放大器200输出的高功率信号进行谐振放大，生成更高幅值的射频信号，并输出给负载600；

监测电路400，第一输入端与射频共振电路300的第一输出端相连接，第二输入端与射频共振电路300的第二输出端相连接，用于监测经过射频共振电路300谐振放大之后的信号，可以直观的获得输送至负载600的射频高压信号的幅值和频率，同时也可以监测电源和负载间的容性匹配状态；

偏置电路500，第一输入端与射频共振电路300的第一输出端相连接，第二输入端与射频共振电路300的第二输出端相连接，用于对传输至负载 600的射频高压施加直流偏置电压；

负载600为多极杆离子阱或离子导向装置。

其中，射频共振电路300包括：第一可变电阻301、第一电感3021、第二电感3022、第二可变电阻303和可变电容304，其中：