本發(fā)明涉及一種變頻它激式射頻發(fā)生器，屬于射頻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀/光譜儀是一種新型的分析技術(shù)，可快速同時(shí)檢測(cè)周期表上幾乎所有元素，成為公認(rèn)的最有力的元素分析手段，目前已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

大功率射頻發(fā)生器是電感耦合等離子體光譜儀/質(zhì)譜儀重要的核心部件之一，它的主要作用是通過大功率高頻發(fā)生器產(chǎn)生強(qiáng)大的高頻電能，并通過耦合線圈產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，形成穩(wěn)定的高頻電能輸送給等離子炬，用以激發(fā)和維持氬氣或其它氣體形成的高溫等離子體，其穩(wěn)定性和可靠性對(duì)儀器的測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量至關(guān)重要。

現(xiàn)有的射頻發(fā)生器主要包括自激式和它激式兩種形式。自激式射頻發(fā)生器通過負(fù)載線圈及諧振電容構(gòu)成振蕩電路，這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造調(diào)試相對(duì)容易，但不足之處是頻率穩(wěn)定性較差且輸出功率無法標(biāo)定。它激式射頻發(fā)生器利用石英晶振構(gòu)成振蕩器，頻率穩(wěn)定性高，功率易于控制，但其匹配調(diào)節(jié)采用電機(jī)控制真空電容，調(diào)節(jié)速度較慢，特別是當(dāng)負(fù)載變化劇烈時(shí)，導(dǎo)致等離子炬因匹配失諧而熄滅。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種變頻它激式射頻發(fā)生器，為解決現(xiàn)有的射頻發(fā)射器存在的頻率穩(wěn)定性較差、輸出功率無法標(biāo)定以及調(diào)節(jié)速度較慢的問題，為此本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種變頻它激式射頻發(fā)生器，包括壓控振蕩單元、功率檢測(cè)單元和鑒頻器單元；所述鑒頻器單元用于根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)的頻率值向所述壓控振蕩單元發(fā)送調(diào)整頻率的控制信號(hào)，所述功率檢測(cè)單元用于將檢測(cè)到的所述壓控振蕩單元的功率值發(fā)送給所述鑒頻器單元。

本發(fā)明的有益效果是：通過鑒頻器單元根據(jù)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)的頻率值的變化輸出正信號(hào)或負(fù)信號(hào)，并反饋至壓控振蕩單元，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出頻率的調(diào)整，使負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)處于等效阻抗為50歐姆的狀態(tài)，不僅具有較好的穩(wěn)定性及可以標(biāo)定的輸出功率，而且響應(yīng)速度較快，避免由于負(fù)載變化過大導(dǎo)致失諧使等離子炬熄滅。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的變頻它激式射頻發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為鑒頻器單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合圖1所示，本具體實(shí)施方式提供的變頻它激式射頻發(fā)生器包括壓控振蕩單元11、功率檢測(cè)單元12和鑒頻器單元13；鑒頻器單元13用于根據(jù)檢測(cè)到的負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的頻率值向壓控振蕩單元11發(fā)送調(diào)整頻率的控制信號(hào)，功率檢測(cè)單元12用于將檢測(cè)到的壓控振蕩單元11的功率值發(fā)送給鑒頻器單元13。

可選的，如圖1所示，本具體實(shí)施方式提供的變頻它激式射頻發(fā)生器還包括前級(jí)激勵(lì)單元14和后級(jí)功率放大單元15，前級(jí)激勵(lì)單元14用于將壓控振蕩單元11輸出的振蕩信號(hào)經(jīng)過激勵(lì)處理后發(fā)送給后級(jí)功率放大單元15，后級(jí)功率放大單元15用于將振蕩信號(hào)經(jīng)過放大處理后發(fā)送給功率檢測(cè)單元12，功率檢測(cè)單元12用于向前級(jí)激勵(lì)單元14發(fā)送調(diào)整激勵(lì)程度的控制信號(hào)。

可選的，鑒頻器單元13還用于當(dāng)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的等效阻抗達(dá)到50歐姆時(shí)輸出信號(hào)為零，當(dāng)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的等效阻抗不為該50歐姆時(shí)將正信號(hào)或負(fù)信號(hào)發(fā)送給壓控振蕩單元11。

下面通過具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的變頻它激式射頻發(fā)生器進(jìn)行說明。

實(shí)施例一

結(jié)合圖1所示，壓控振蕩單元11在一定電壓下產(chǎn)生27.12M或40.68M Hz的頻率信號(hào)，振蕩頻率的變化與控制電壓成線性關(guān)系；前級(jí)激勵(lì)單元14將振蕩信號(hào)進(jìn)行功率放大，為后級(jí)功率放大單元15提供驅(qū)動(dòng)激勵(lì)，其輸出阻抗為50歐姆；后級(jí)功率放大單元15將激勵(lì)功率進(jìn)一步放大，達(dá)到1500W左右，輸出阻抗為50歐姆；功率檢測(cè)單元12用于檢測(cè)輸出功率的變化，反饋到前級(jí)激勵(lì)單元14，以達(dá)到穩(wěn)定的輸出功率；鑒頻器單元13用于檢測(cè)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的負(fù)載頻率變化，當(dāng)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的射頻負(fù)載處于等效阻抗50歐姆時(shí)，即負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的振蕩頻率與壓控振蕩單元11的頻率一致，輸出信號(hào)為0，反射功率接近于0；當(dāng)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的射頻負(fù)載不為50歐姆時(shí)，此時(shí)為感性負(fù)載或容性負(fù)載，反射功率增加，即由于負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)21的變化使自身振蕩頻率與壓控振蕩單元11的頻率不一致，此時(shí)鑒頻器單元13輸出正/負(fù)信號(hào)，疊加、反饋到壓控振蕩單元11的控制端，進(jìn)行頻率的調(diào)整，使負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)處于等效阻抗50歐姆。

圖2所示為現(xiàn)有它激式射頻發(fā)生器的功率輸出單元的等效負(fù)載匹配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)諧電容C1、第一負(fù)載電容C2和第二負(fù)載電容C3與電感L1組成振蕩電路，通過調(diào)節(jié)調(diào)諧電容C1和第一負(fù)載電容C2使負(fù)載匹配網(wǎng)絡(luò)的頻率與射頻輸出頻率一致。由于電感L1的負(fù)載炬管等離子炬是變化的，因此電感L1也是變化的，需要時(shí)時(shí)調(diào)節(jié)調(diào)諧電容C1和第一負(fù)載電容C2來應(yīng)對(duì)電感L1的變化。對(duì)于采用這種方式進(jìn)行調(diào)節(jié)的它激式射頻發(fā)生器，由于調(diào)節(jié)速度較慢，當(dāng)負(fù)載變化劇烈時(shí)容易導(dǎo)致失諧，致使等離子炬熄滅。

結(jié)合圖3所示，鑒相器單元反映的是負(fù)載匹配網(wǎng)絡(luò)與輸入振蕩頻率的瞬時(shí)頻率變化關(guān)系，電容C1耦合出輸入功率電壓信號(hào)，電感L1耦合出電流信號(hào)，第一二極管D1和第二二極管D2為兩個(gè)檢波器，在電阻R6中心端輸出檢波電壓差，此電壓差與輸入功率的瞬時(shí)頻率及功率信號(hào)的幅度有關(guān)，當(dāng)射頻負(fù)載處于等效阻抗50歐姆時(shí)，電壓差值為0，即射頻負(fù)載的振蕩頻率與壓控振蕩的頻率一致；當(dāng)圖3中的電感L1發(fā)生變化時(shí)，就產(chǎn)生了電壓差，將此電壓差信號(hào)反饋到壓控振蕩單元，進(jìn)行頻率的調(diào)整，使射頻輸出功率的頻率與射頻負(fù)載的頻率保持一致，使射頻負(fù)載的等效阻抗保持在50歐姆。

采用本實(shí)施例提出的變頻它激式射頻發(fā)生器，通過鑒頻器單元根據(jù)負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)的頻率值的變化輸出正信號(hào)或負(fù)信號(hào)，并反饋至壓控振蕩單元，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出頻率的調(diào)整，使負(fù)載射頻網(wǎng)絡(luò)處于等效阻抗為50歐姆的狀態(tài)，不僅具有較好的穩(wěn)定性及可以標(biāo)定的輸出功率，而且響應(yīng)速度較快，避免由于負(fù)載變化過大導(dǎo)致失諧使等離子炬熄滅。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，這些具體實(shí)施方式都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。