基于可编程门阵列的四极杆质谱仪数字滤波器的设计与应用

• 作者: 刘梅英 戴新华 方向 楚士颖 江游 王宁 田地 黄泽建
• 来源期刊: 分析化学
• 关键词: 数字滤波器 现场可编程门阵列 四极杆质谱仪 小型化 信噪比
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 仪器装置与实验技术
• 页码范围: 990-996
• 页数: 7页
• 字数: 2601字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19756/j.issn.0253-3820.191737

摘要

引入数字滤波器是提高四极杆质谱仪信噪比的一种有效方法.针对小型四极杆质谱仪控制系统数据处理能力不足的问题,本研究提出了基于FPGA芯片的数字滤波器解决方案.使用FPGA程序替代通用处理器程序进行数字滤波运算,提高了仪器控制系统数据处理能力,实现了高阶数字滤波.在本团队研制的小型四极杆质谱仪中,使用本方案实现130阶数字滤波,测试全氟三丁胺标准样品的高频噪声衰减-50 dB以上,502 Th质谱峰信噪比提升95％,系统功耗仅增加190 mW,约占系统总功耗的1.7％,同时解决了通用处理器执行数字滤波容易丢失数据的问题,为其它低功耗控制系统完成高性能数据处理提供了设计参考.