超声波技术因具有热效应、化学效应、机械效应、空化作用等特点，同时具有安全环保，节能高效等优点，被广泛的应用于生物处理领域。本文针对现有超声波设备工作方式单一、体积大和生物处理效率低等不足，采用傅里叶级数分解、Buck斩波、功率放大、数据采集（QAD）、串行通信和鉴相变换等技术，研究设计了一种以ATmega16单片机为控制核心和LabVIEW为显示平台的小功率高频超声波生物处理装置，并对其进行了频率控制研究。本文主要研究内容如下：（1）从精度、抗干扰性、价格成本、功耗和综合性能等多方面对该装置的各功能模块的实现方案进行了可行性比较分析，最终得出电路设计所需各元器件的型号参数等指标。（2）在以ATmega16芯片为控制核心的小功率高频超声波电源设计中，研究了频率、模式和功率三种工作方式。频率功能部分，采用傅里叶级数分解和椭圆滤波技术实现了从方波信号到正弦信号的转换，同时改进了串联匹配电路和匹配电感切换电路，实现匹配电感的同步切换。模式和功率功能部分，将二极管与门电路与Buck斩波调功电路相结合实现了其组合控制。最后完成了总体的硬件电路和软件设计并对主电路进行了Proteus仿真。（3）从下位机和上位机两个方面对生物处理装置设计进行了研究。其中，下位机部分主要完成了浓度温度信号的采集、信号的滤波放大、模数转换、接收与发送和串口电平转换等功能；上位机部分以LabVIEW为设计平台实现了上下位机的通信、波形显示及其结果数据的存储等功能。（4）在频率控制研究部分，设计了频率跟踪电路并编写了频率跟踪子程序，采用数字控制步进精调策略实现了频率的检测校正，保证了该装置始终工作于谐振频率处。（5）根据理论分析和方案设计，对该装置的部分电路进行了样机试验，测得了其工作时的实验波形。实验结果表明，本文完成了小功率高频超声波电源的设计、浓度温度信号的采集、上下位机通信和实验结果显示等功能，实验方案具有一定的可行性。本论文的研究对于进一步扩宽超声波技术在生物处理方面的应用提供了理论与实践依据，具有较高的科研和实用价值。