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中国测试2026年第05期:基于FPGA的四极杆质谱仪采集控制系统研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:石笙君1;解滨瑞1;李颜冰2;何爱桢1;郭鑫扬1;刘蕾1,3;李明1

单位:1.北方工业大学电气与控制工程学院;2.益阳职业技术学院;3.国家市场监督管理总局技术创新中心

摘要:采集控制系统是四极杆质谱仪的核心组成部分,其信号处理效率与抗干扰能力直接决定仪器的灵敏度及稳定性。针对传统采集控制系统集成度低、抗电磁干扰弱等问题,提出一种基于FPGA的高集成度采集控制系统设计方案,研制出一套高集成的四极杆质谱仪采集控制系统。该系统以单一FPGA芯片为核心处理器,通过硬件逻辑重构与软件算法优化,实现高精度射频扫描控制、稳定静电电压输出、多通道采集及CAN通信功能,系统支持模块化部署与逻辑优化。测试结果表明,系统在控制电压扫描、数据采集精度及通信稳定性等方面表现优异,具备良好的扩展性与移植性,可为国产四极杆质谱仪的发展提供核心部件的支撑。

关键词:四极杆质谱仪;采集控制系统;FPGA;模块化设计

基金资助:国家重点研发计划(2023YFF0723500); 国家市场监管总局技术创新中心(AKYKF2513)