Espectrometría de movilidad iónica

Temas generales de física. Obtención de vacío, operación, medición, materiales y accesorios. Producción y medición de radiación y partículas
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Homer
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#101 Mensaje por Homer »

Si, claro que me interesa

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fusion
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#102 Mensaje por fusion »

Pues para empezar, los analizadores de espectro tienen una ganancia señal/ruido muy alta: 115-135dB, y esa diferencia es directamente proporcional a los lsbs del convertidor A/D del aparato que useis, por eso los osciloscopios con FFT son muy malos como analizadores de espectro, pues solo tienen 8 bits, o sea, la señal ruido es de 256x o menos, mientras que si es 16 bits pues tienes una relacion de 65535 veces, o sea, 96dB, aunque en realidad es menos salvo que seas muy cuidadoso pues es difícil sacar mas de 15lsbs.

Una manera un poco cutre de hacer el batido de frecuencias es con un transistor (los buenos son mixers de puentes de diodo de RF):

Imagen

El amplificador o buffer A1 sirve para desacoplar la señal que viene del DUT (device under test) del generador.
Conviene que se pueda ajustar la señal del amplificador al mínimo necesario para que el sistema funcione. El montaje tal como está no es muy bueno, pues habría que compensar el transistor con una resistencia entre el emisor y tierra de 100ohm en paralelo con un condensador de 22uF MLCC para compensarlo en temperatura.

La idea es sacar dos señales alternas: la frecuencia que se vá variando (frec) y otra señal a 20khz de distancia. Existen filtros de cristal con un Q muy alto, yo he puesto 20khz, pero puede ser 2khz, 200hz, en fin, según el ancho de banda que se quiera, cuanto más estrecho pues menos ruido y se puede amplificar mucho más.

En fin, a eso me dedicaba hace 30 años, no sé si me he acordado bien.
He puesto un acoplamiento capacitivo pues no conozco vuestro aparato, pero vale perfectamente para acoplamientos inductivos

suerte :)

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fusion
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#103 Mensaje por fusion »

Aquí he hecho una simulación, como puede verse hay un pico a 20khz con suficientes db para leerlo, aunque seguro que ajustando los parámetros o usando un mezclador mejor que un transistor se podría mejorar.
A la entrada he puesto a la señal 1mV.
Imagen

Lo bueno de este sistema es que es muy sencillo y con un único filtro puedes hacer todo el barrido (de 0 a 200MHz), lo malo es que necesitas dos generadores, uno de ellos desfasado 20khz (o lo que sea)
Hay menos ruido (como puede verse en la fft) en la zona de 200khz
También se puede meter modulación de fm y así ensanchar un poco el espectro

Imagino metiendo una única señal y un filtro pasa bajo estrechito también se puede hacer en la zona de 0Hz, aunque es una zona más ruidosa y tendrás que meter compensadores de ruido térmico.
En fin, no me enrollo de más para que no me vuelva a pasar lo mismo

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Homer
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#104 Mensaje por Homer »

¿Es un superheterodino?

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fusion
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#105 Mensaje por fusion »

Se puede usar como radio, lo que pasa es que en vez de sintonizar RNE, los 40 o Radio maría te sale Boro11, Boro10 u oxígeno (espero) :lol:

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Rovellat
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#106 Mensaje por Rovellat »

! Es un superheterodino ¡
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#107 Mensaje por pfdc »

No creo que sea el caso pero para detectar señales muy débiles inmersas en ruido lo que se emplea es un lock-in amplifier https://en.wikipedia.org/wiki/Lock-in_amplifier.
Salud!!

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Homer
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#108 Mensaje por Homer »

Pues este amplificador talmente parece el mismo concepto que el FT-IMS

Imagen

Y lo mejor es que “pancima” (como escribe mi nieta :lol: ) se puede implementar por software, no hace falta electrónica adicional ninguna.

Por otra parte, decíamos ayer…
Homer escribió:Ahora bien, digo yo ¿para qué la segunda compuerta? Conocida la frecuencia bastaría con ignorar las lecturas del detector que coincidirían con la compuerta cerrada ¿no?
Hurgando en el tema me he encontrado con esto: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3954067/ En lugar de utilizar dos puertas solo utilizan la primera y simulan la segunda. Me está pasando como Baldo, cualquier cosa que se me ocurre viene un cabronazo y lo inventa antes. Bueno, resumiendo, que con el adecuado tratamiento informático de la señal, un sencillo IMS se puede transformar en un FT-IMS con amplificador lock-in. Ahora mismo tengo una resolución de 7 (tiempo de vuelo / ancho del pulso a media altura), y podría llegar a 50 o más sin modificar el aparato ¡Manos a la obra!

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Rovellat
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#109 Mensaje por Rovellat »

...cualquier cosa que se me ocurre viene un cabronazo y lo inventa antes...
Es lo que me ocurre a mi también :lol:
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fusion
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Re: Espectrometría de movilidad iónica

#110 Mensaje por fusion »

Si podéis, meterle un ADC de 16 bits, el sw no hace milagros

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