[发明专利]有绳和无绳功能兼容的超声刀系统

权利要求书

1.一种有绳和无绳功能兼容的超声刀系统，其特征在于，包括：

无源的超声刀刀杆组件，

无源的超声换能器组件，用于将输入的超声频率电信号转换为超声振动，驱动所述超声刀刀杆组件，

无绳发生器组件，其中包括电池和超声电信号发生器，

有绳连接器，以及

以外部电源供电的台式发生器；其中

在无绳工作模式下，所述超声刀刀杆组件、所述超声换能器组件和所述无绳发生器组件通过机械组装结合为一体，所述超声电信号发生器以所述电池为电源向所述超声换能器组件提供超声频率电信号；

在有绳工作模式下，所述超声刀刀杆组件、所述超声换能器组件和所述有绳连接器通过机械组装结合为一体，所述有绳连接器通过导线与所述台式发生器电耦合，所述无绳发生器组件与所述台式发生器电耦合，所述台式发生器利用所述无绳发生器组件中的所述超声电信号发生器产生超声频率电信号，并通过所述有绳连接器输出到所述超声换能器组件；

还包括寄生电容匹配补偿电路，用于对所述导线引入的额外寄生电容进行补偿；

所述寄生电容匹配补偿电路包括：连接在第一节点与第二节点之间的匹配补偿电容，连接在第二节点和第三节点之间第一电阻，连接在第三节点和第四节点之间的第二电阻，以及压控电阻元件；该压控电阻元件的被控电阻两极并联或串联到所述第二电阻；

所述导线包括两根线，在所述导线连接到所述台式发生器的一端，所述导线的两根线分别连接到第一节点和第四节点；

第一节点、第二节点、第三节点和第四节点之间构成一个电桥，该电桥的平衡条件为：C2/C1＝R1/R2，其中，C1为所述匹配补偿电容的值，C2为所述导线和所述超声换能器组件的寄生电容的值，R1为所述第一电阻的阻值，R2为所述第二电阻的阻值；

所述压控电阻元件的电阻控制端与控制电压Vc连接，能够通过调整Vc调节所述被控电阻两极之间的电阻，进而使得所述电桥达到所述平衡条件；所述Vc通过以下方式调整：在预定范围内尝试设定不同的Vc值，其中，每设定一个Vc值后，对负载进行扫频测试，采样得到频率-阻抗曲线，如果该频率-阻抗曲线的最大值接近正90度且最小值接近负90度，则将此时的Vc值锁定并停止所述尝试。

2.如权利要求1所述的有绳和无绳功能兼容的超声刀系统，其特征在于，

所述无绳发生器组件输出的超声频率电信号施加到第一节点和第三节点；从第二节点和第四节点引出电压Vf，Vf与所述超声换能器组件中实际做功的电流成正比，用于检测阻抗相位的过零点。

3.如权利要求1所述的有绳和无绳功能兼容的超声刀系统，其特征在于，所述寄生电容匹配补偿电路包括：

连接在第五节点与第八节点之间的第三电阻，连接在第五节点和第六节点之间第四电阻，连接在第七节点和第八节点之间的匹配补偿电容；

所述导线包括两根线，在所述导线连接到所述台式发生器的一端，所述导线的两根线分别连接到第五节点和第八节点；

第五节点、第六节点、第七节点和第八节点之间构成一个电桥，该电桥的平衡条件为：C4/C3＝R3/R4，其中，C3为所述匹配补偿电容的值，C4为所述导线和所述超声换能器组件的寄生电容的值，R3为所述第三电阻的阻值，R4为所述第四电阻的阻值；

所述无绳发生器组件输出的超声频率电信号施加到第五节点和第七节点；从第六节点和第八节点引出电压Vf，Vf与所述超声换能器组件中实际做功的电流成正比，用于检测阻抗相位的过零点。

4.如权利要求3所述的有绳和无绳功能兼容的超声刀系统，其特征在于，还包括压控电容元件，该压控电容元件的被控电容端两极并联或串联到所述匹配补偿电容，该压控电容元件的控制端和控制电压Vc连接，能够通过调整Vc调节所述被控电容端两极之间的电容，进而使得所述电桥达到所述平衡条件。

5.如权利要求1所述的有绳和无绳功能兼容的超声刀系统，其特征在于，所述无绳发生器组件和所述有绳连接器具有相同的机械和电气接口，该机械和电气接口用于连接到所述超声刀刀杆组件和所述超声换能器组件。