[发明专利]用于质谱仪的放大器幅度数字控制

说明书

本文描述了对施加到四极杆的各杆的信号幅度的控制。在一个方面，质谱仪包括放大器电路，所述放大器电路基于放大器射频(RF)输入信号使RF信号施加到所述四极杆的所述杆。模/数转换器(ADC)可以生成所述RF信号的数字表示。控制器电路可以接收所述数字表示并且基于所述RF信号的基频的幅度与预期幅度不同之间的差异来调整所述放大器RF输入信号的幅度。

技术领域

本公开涉及质谱分析，且更具体地涉及控制施加到质谱仪的质量分析器、离子导向器和离子阱的射频(RF)信号的幅度。

背景技术

质谱分析是一种用于测量离子的质荷比(m/z)的分析技术。通常，样品被引入质谱仪的离子源中进行电离。然后通过质谱仪的各种组件对所得离子进行传输、限制和分离。通常，将射频(RF)信号以及直流(DC)信号施加到组件的电极以生成用于操纵离子以进行传输、限制和分离的电场。

例如，一些质谱仪使用四极滤质器、一组四个平行杆作为质量分析器以根据离子的m/z分离所述离子。向四极杆的四个杆中的两个施加第一振荡RF信号，而向另外两个杆施加与第一RF信号异相180°的另一振荡RF信号。基于离子的m/z、RF和解析DC信号的幅度，以及RF信号的频率，RF信号的施加与以相反极性施加到杆对的解析DC信号一起生成振荡电场，所述振荡电场使所选离子通过四极传输。

RF放大器电路可以生成具有数千伏幅度的RF信号，用于生成振荡电场以解析较大的质量。RF信号的准确度和精确度允许适当生成所述振荡电场。模拟反馈电路系统可以对RF信号进行采样，并使用反馈回路来调整放大器，以确保实际幅度与预期幅度相同或接近。不幸的是，模拟反馈电路系统可以包括几个组件，并因此增加了成本。另外，模拟反馈电路系统具有相对慢的响应时间。因此，RF信号的实际幅度不能快速调整到预期幅度，从而降低了质谱仪的性能。

发明内容

本公开中描述的主题的一个创新方面包括一种设备，其包括：放大器电路，所述放大器电路被配置成基于放大器射频(RF)输入信号使RF信号驱动四极杆质量分析器；模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器被配置成生成所述RF信号的数字表示；以及控制器电路，所述控制器电路被配置成接收所述RF信号的所述数字表示，并且响应于确定所述RF信号的基频的幅度不同于预期幅度而调整所述放大器RF输入信号的幅度。

在一些实施方案中，所述确定所述RF信号的所述基频的所述幅度不同于所述预期幅度包括应用数字信号处理(DSP)技术以将所述RF信号的所述数字表示变换到频域，且从包括所述RF信号的谐波的频率分量识别所述基频的所述幅度。

在一些实施方案中，所述DSP技术是离散余弦变换(DCT)。

在一些实施方案中，所述预期幅度是所述放大器RF输入信号的幅度。

在一些实施方案中，所述控制器电路被配置成识别所述RF信号与所述放大器RF输入信号之间的相位差，且基于所述相位差调整所述放大器RF输入信号的频率。

在一些实施方案中，所述控制器电路被配置成识别所述RF信号的谐波含量的量，且基于谐波含量的所述量来调整所述放大器RF输入信号的频率。

在一些实施方案中，所述控制器电路被配置成识别所述RF信号在第一频率下的谐波，且相对于在所述第一频率下的所述谐波生成异相信号到所述放大器RF输入信号上以衰减所述RF信号的所述谐波。

在一些实施方案中，所述RF信号通过设置在所述放大器电路与所述四极杆质量分析器之间的电感线圈生成。

本公开中所描述的主题的另一创新方面包括一种设备，其包括：放大器电路，所述放大器电路被配置成基于放大器射频(RF)输入信号使RF信号驱动质量分析器的组件；模/数转换器(ADC)，所述模/数转换器被配置成生成所述RF信号的数字表示；以及控制器电路，所述控制器电路被配置成接收所述RF信号的所述数字表示，并且响应于确定所述RF信号的基频的幅度不同于预期幅度而调整所述放大器RF输入信号的幅度。