Pasmo przetwornika prąd–napięcie w spektrometrii ruchliwości jonów

• Autorzy: Madej P.

Warianty tytułu

EN

Bandwidth of the current–voltage converter in the ion mobility spectrometry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Spektrometrii Ruchliwości Jonów stosowany jest czuły przetwornik zbierający ładunek jonów osiągających końcową elektrodę w komorze. Wyjściowy, napięciowy sygnał przetwornika ma postać impulsów o kształcie zbliżonym do trójkąta, o amplitudzie od dziesiątków pikoamperów do pojedynczych nanoamperów i czasie trwania od 0,2 ms do kilku ms. Zarówno amplituda, jak kształt i moment pojawianie się tych impulsów są podstawą do identyfikacji rodzaju jonów dopływających do elektrody. Przetwornik zatem musi pracować w czasie rzeczywistym; jego pętla sprzężenia musi być rezystancyjna. Istotny jest poziom błędu zera – nieczułości przetwornika, zależny od napięcia niezrównoważenia i prądu polaryzacji zastosowanego wzmacniacza operacyjnego oraz od szumów całego przetwornika i komory, w której jony zdążają do elektrody zbiorczej. Celowe zatem jest ograniczenie pasma pracy przetwornika aby zmniejszyć wpływ wymienionych czynników; od dołu – dolna częstotliwość graniczna różna od zera oraz od góry – górna częstotliwość graniczna jak najmniejsza. Ale jednocześnie nie można zanadto zniekształcić istotnych cech sygnału, np. jego zboczy. W opracowaniu przedstawiono próbę oszacowania minimalnego pasma pracy przetwornika w oparciu o przyjęte z literatury krytyczne wartości czasów trwania impulsów.

EN

Described a method for the selection of the converter frequency band, which is used to amplify signals from chamber in the ion mobility spectrometer. Bandwidth should not be broad because of the noise and bias current, offset voltage in the OpAmp. Awarded permissible errors of signal amplitude and slope of 5%. Presented formulas to calculate the frequency limits of the converter.

Słowa kluczowe

PL

pasmo przetwornika; elektrometryczny przetwornik transimpedancyjny; spektrometria ruchliwości jonów

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 70, nr 34
• Strony: 352--357
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Madej P.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, ul. Smoluchowskiego 19, 50-372 Wrocław

Bibliografia

• [1] GOLDENBERG L.M., Teoria i obliczanie półprzewodnikowych układów impulsowych, WNT, Warszawa 1972, 11–40.
• [2] KOPCZYNSKI D., BAUMBACH J.J., RAHMANN S., Peak modeling for Ion Mobility Spectrometry measurements, 20th European Signal Processing Conference, Bucharest, Romania, August 27–31, 2012, 1801–1805.
• [3] MAZIEJUK M., MIERCZYK J., Spektrometry ruchliwości jonów w zastosowaniu do wykrywania bojowych substancji toksycznych, Biuletyn WAT, vol. LVI, nr 1, Warszawa 2007, 159–177.
• [4] NAWROCKI Z., Wzmacniacze operacyjne i przetworniki pomiarowe, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2008.
• [5] SKOWRON M. i in., Zarys metod analitycznych w badaniach oddechu dla celów diagnostyki medycznej, Raport nr 2055/Ch, Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków 2012.