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w& z' r0 ~- z8 f, ]1 ]摘要在复杂可编程逻辑 器件(CPLD)上,用硬件语言实现了直接数字频率合成(DDS)技术。单片机通过程序由输入输出.
2 a+ s; ?4 A% r# {# F4 w端口对CPLD进行控制,使之产生控制功率模块所需要的波形信号, 通过高压隔离系统控制功率模块,驱动输出变压器，3 Z, b/ n" I7 G1 w: F( f
产生高频电刀的高频高压输出。该系统具有频率稳定性好,修改方便灵活等特点。CPLD的硬线逻辑通过Verilog HDL进2 C, ?/ ]# h9 t- S' w
行描述，单片机的固件通过KeilC51编写。通过代码实例和原理示意图对该系统的软硬件设计进行了详细论述。 s$ ~4 o2 k0 D, c( H I' w
关键词 直接数字频率合成;复 杂可编程逻辑器件;单片机;高频电刀, r1 g+ \' j# c4 \0 r D4 f
; G( b. K% t& g+ w; M1概述
3 m! U6 [6 ]) ^6 l) H1 S& {7 k直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,
) e! w$ O7 k; C% f$ J6 dDDS或DDFS)技术是迅速发展起来的一种新型的信号合成- U }1 f& X' H( m: e9 E
技术。因为采用全数字结构,所以具有宽的相对频带、精确的
1 C( w: l) v; ?& T频率分辨率、较快的频率转换速度、低相位噪声及易集成等突" L/ i& F5 B" N! v7 R
出优点。FPGA、CPLD等大规模集成的可编程逻辑电路的出5 ^2 R' A% m2 a7 z" q& b
现,为简化DDS电路设计、减小DDS系统的体积、提高系统$ O- Y1 N% `! U8 s1 g2 t1 [
稳定性以及灵活性提供了基础。这里选择的CPLD芯片具有
# B2 U* D3 d" B3 _" U在线可编程能力和EEPROM结构,使系统内硬件的功能可以1 t5 t& T) C0 Z* [2 V, ]* m1 I
像软件一样被编程配置,并且掉电后程序不会丢失，从而可以
" i$ z9 i+ }5 x+ n& a; W3 [/ v灵活和方便地进行开发和生产。
) c. \) R( R4 Q6 a6 r高频电刀是一种取代机械手术刀进行手术切割的电外科" H F; Q. |7 c+ g J6 q6 I8 {' ^3 u
器械，它通过有效电极尖端产生高频高压电流与肌体接触时) C. W# | R) ?8 h6 [
对组织进行加热,实现对肌体组织的分离和血液的凝固,从而
# \! ?. s+ j4 [7 c4 c2 j+ S: T: z) h7 Q起到切割和凝血的作用。
4 ~4 R8 N! ^0 l$ |1 s1 Q
7 b, M, _9 b, A2 d# M+ Z: ?2硬件设计! e- H$ T% @& z0 c9 i' E
基本的系统硬件结构见图1。用单片机控制已经实现了DDS
/ [# A* i6 B) a- o技术的CPLD芯片，产生控制功率驱动电路的波形信号。功率驱
0 G8 l3 \* J" I* }+ F6 `动采用全桥方式,其中，驱动模块使用大功率MOSFET芯片,通
9 r) o0 p; k5 D1 C9 I8 u B过输出变压器和电容组成的匹配电路驱动刀头产生高频高压电。( O( {2 \# h6 I. Q- D! K
3 M7 g$ t. S. N: z5 `本系统的主要特点有:
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发表于 2020-3-19 11:30
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