Jan-Marc Kernbach

Entwicklung und Aufbau eines resonanten Hochspannungsgenerators mit variabler Frequenz und Amplitude

In Massenspektrometern auf Basis der elektrischen Ionen-Resonanz-Zelle werden Ionen in einem elektrischen Wechselfeld gespeichert. Im Anschluss können sie über destruktive oder nicht-destruktive Verfahren detektiert werden. Das Masse-zu-Ladungsverhältnis der Ionen, welche auf stabilen Bahnen eingefangen werden können, hängt dabei von der Frequenz sowie der Amplitude des Wechselsignals ab. Im Rahmen dieser Arbeit soll ein resonanter Hochspannungsgenerator mit einstellbarer Frequenz und Amplitude aufgebaut und in Betrieb genommen werden, mit dessen Hilfe der Massenbereich des Spektrometers erweitert werden kann. Der Frequenzbereich soll 200 kHz bis 1 MHz betragen. Die Ausgangsamplitude soll im Bereich von 50 – 500 V einstellbar sein.

Dazu sind u.a. folgende Punkte zu bearbeiten:

• Untersuchung verschiedener Konzepte zur Realisierung einer variablen Frequenz und Amplitude des Resonators
• Auswahl geeigneter Komponenten und Entwicklung eines Schaltplans
• Simulation der Schaltung mit SPICE
• Erstellung eines Layouts mit der Software Altium Designer
• Inbetriebnahme und Test der Schaltung
• Schriftliche Dokumentation der Ergebnisse und Präsentation in einem Seminarvortrag