基于CPLD实现的DDS技术在高频电刀上的应用

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基于cpld实现的DDS技术在高频电刀上的应用

, m9 G2 p: b0 x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.
6 k8 G! H+ i: s+ z! a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，
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
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。
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

1概述
直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,
" t) [4 k1 h  Q9 w) ^9 b6 lDDS或DDFS)技术是迅速发展起来的一种新型的信号合成
技术。因为采用全数字结构,所以具有宽的相对频带、精确的
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
出优点。FPGA、CPLD等大规模集成的可编程逻辑电路的出
现,为简化DDS电路设计、减小DDS系统的体积、提高系统
稳定性以及灵活性提供了基础。这里选择的CPLD芯片具有
在线可编程能力和EEPROM结构,使系统内硬件的功能可以
+ I& x! z, F7 }$ p& N& r# O, [: N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
灵活和方便地进行开发和生产。
7 O2 s! R/ S4 y0 E+ F3 b6 Q2 s' a高频电刀是一种取代机械手术刀进行手术切割的电外科
" O) Q; P3 B. p- B6 _: r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
* q* }. n/ N% F: w" b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
起到切割和凝血的作用。
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3 y/ q! W- N9 f2 T2硬件设计
/ X! |' x6 N" |1 k基本的系统硬件结构见图1。用单片机控制已经实现了DDS
  `: @  N4 {" X+ i. @! y$ x) t技术的CPLD芯片，产生控制功率驱动电路的波形信号。功率驱
; n7 x  r# h* y0 b3 q8 O2 {动采用全桥方式,其中，驱动模块使用大功率MOSFET芯片,通
. ~% P9 H; g8 J5 @$ Q0 i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。
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0 {5 t2 g3 ~) d; ^" I本系统的主要特点有:
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