[发明专利]一种飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路及其控制方法，其包括直流电源模块，LDO稳压芯片，FPGA延时模块、逻辑器件、光耦隔离控制电路和MOSFET级联控制模块，上述电路单元在直流电源模块到MOSFET级联控制模块传输方向上依序连接，还包括触发信号整形电路、反相器、单稳态定时器电路，LDO稳压芯片给触发信号整形、反相器和单稳态定时器电路供电。该飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路通过该PIE控制器使得不同时间形成的相同离子将至于同一起跑线上，且通过控制器产生一个3KV的延时电压使得不同质量的离子在该电场租用下离子间隔拉大，保证质谱分析的分辨率。

技术领域：

本发明涉及分子诊断核酸质谱领域，特定言之，本发明涉及一种飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路及其控制方法。

背景技术：

现有的飞行时间核酸质谱仪技术方案采用激光器的内部触发信号到延时模块，在控制模数转换器和高压脉冲模块达到离子延时的目的，提高质量分析分辨率的功能,但激光器输出的外部中断信号不是很好，存在震荡，畸形等情况,在需要捕捉电路和扩展电路进行捕捉和扩展时，很容易受到外界的干扰而导致功能失效；并且是通过MCU进行激光同步信号的捕捉，MCU计数延时后输出给高压脉冲模块和采集卡，脉冲信号是随机的，那么MCU抓取信号的时间误差为一个周期，要达到稳定需要+-200ps以内的稳定，抓取信号难度大，最后就是现有技术方案仅通过单稳态或者定时器电路来做简单的延时，或者是通过延时芯片和mcu控制较为复杂且精度低。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种使得不同时间形成的相同离子将至于同一起跑线上，且通过控制器产生一个延时电压使得不同质量的离子在该电场作用下离子间隔拉大，保证质谱分析的分辨率的飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路。

本发明的技术解决方案是，提供一种飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路，其包括直流电源模块，LDO稳压芯片，FPGA延时模块、逻辑器件、光耦隔离控制电路和MOSFET级联控制模块，上述电路单元在直流电源模块到MOSFET级联控制模块传输方向上依序连接，还包括触发信号整形电路、反相器、单稳态定时器电路，LDO稳压芯片给触发信号整形、反相器和单稳态定时器电路供电，触发信号整形、反相器和单稳态定时器电路依次将PIE触发信号整形、反相、进行展宽信号后输送到FPGA延时模块，通过逻辑器件同步输出信号控制，其中，一路信号通过光耦隔离控制电路控制MOSFET级联控制模块导通使得RC电路的高压电容的一端高压3KV接地，另外一路信号输出触发高速采集卡使能。

作为优选，触发信号整形电路为三极管。

作为优选，单稳态定时器电路为耦合电感。

本发明还提供一种飞行时间核酸质谱仪的PIE控制器电路的控制方法，包括以下步骤，

首先，LDO稳压芯片将主电源变压输出20KV、3KV至PIE控制器，输出5V至FPGA延时模块，此时主电源输出24V经过LDO稳压芯片变压输出VCC给PIE控制器中的电路单元提供能量，同时24V直接给耦合电感供电；

其次，当质谱飞行时，主机通过232线输出激光控制信号使激光器激发，同时输出激光延时信号，经三极管信号的整形优化，反相器信号反相及单稳态定时器电路进行展宽信号，再经FPGA(xc7k70tf)延时模块的高精度精准延时(FPGA延时模块可以通过上位机来设置延时时间)，然后通过逻辑器件同步输出信号控制；

接着，一路信号通过耦合电感控制MOSFET级联控制模块导通使得高压电容的一端高压3KV接地，使得电容两端电压存在3KV的压差延时加速，使得不同时间形成的离子将至于同一起跑线上，也使不同质量的离子间隔拉大，保证质谱分析的分辨率；另外一路信号输出触发高速采集卡使能，当离子飞行到离子检测器进行增益放大，高速采集卡将模拟信号转换为数字信号至主机上位机形成质谱图。