时间-数字转换器测量结果的软件修正及其应用
使得在一段时间内不能接受新的信号。这段时间称为“死时间”。死时间内到达的离子检测不到,这导致观察到的谱图变形。 现在使用的TDC(时间-数字转换器)的时间通道宽10ns,死时间150ns。通道数8192。一个扫描周期长度为10ns*8192=0.082ms。一个测量周期长度为1秒,由12288个扫描周期组成。探测器部分(电子倍增器和甄别放大电路等)的死时间与TDC的150ns相比,可忽略。每个通道都有脉冲到达时的谱图如图2,可以清楚的看出死时间长度为15个通道的时间
多个离子同时到达是指:单离子计数的一个扫描周期中,一个通道最多只能记录一个离子到达的信号。当某一通道在某次扫描中出现多个离子到达的情况时,TDC也只能在此通道加一个计数。这样,在测得的数据中,此通道的记录数比实际到达的离子数少,谱图发生变形。
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以上两种效应的存在使得
TOFMS在大检测率下,谱图严重失真,峰高、峰面积、峰位置都不同程度的偏离真实情况,灵敏度下降,严重的限制了TOFMS的动态范围。即使在中等检测率的情况下,进行定量测量也会因此产生较大的误差。所以,要扩大动态范围、提高高计数率下灵敏度、进行定量测量、定性分析都必须对以上两种效应作出正确的修正。
图3 I"无延伸"系统死时间
II"延伸"系统死时间
二、修正方法
修正过程的目的是从一个测量周期中每个通道记录数Ni计算实际到达的离子数Ni’。某一扫描周期产生的离子在第i个通道内到达的几率用Pi表示。设死时间长度等于一个通道宽度的D倍。如图3所示,k通道记录了一个脉冲。另一个脉冲到达于后面的一个通道j。满足关系k<j<k+D-1,这个脉冲不会被记录。在一个“无延伸”系统中死时间不会受j通道内到达的脉冲的影响,而“延伸”系统的死时间会被死时间内到达的脉冲延长。
《时间-数字转换器测量结果的软件修正及其应用(第3页)》