一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路制造技术

一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路，涉及到触控或指纹类芯片技术领域，解决现有的指纹识别信号在量化过程中存在的技术不足，导致后期识别精确度差的技术问题。电荷放大器与模数转换器之间设有减BASE处理电路；所述的减BASE处理电路包括有采样电容Csample、开关电路S1、开关电路S2、开关电路S3和开关电路S4；电荷放大器的待量化电平输出端经开关电路S1连接采样电容Csample的第一端，采样电容Csample的第二端经开关电路S3连接接一个预设值大于信号地电平的信号基量VBASE2；所述采样电容Csample的第一端还经开关电路S2连接模数转换器，采样电容Csample的第二端经开关电路S4接信号地。能够最大化的利用模数转换器ADC的有效量程，保证对指纹纹路的精确识别。

【技术实现步骤摘要】
一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路
本技术涉及到触控或指纹类芯片
，具体涉及到触控或指纹类芯片采集信号的量化精度处理电路改进方面。
技术介绍
本技术使用缩略语和关键术语定义：CA:电荷放大器ADC:模数转换器BASE:信号基量FingerVally：手指谷FingerRidge手指脊CDS:相关双采样参照图1中所示，目前常用的方案是在常用的触控或指纹类IC中，信号经过电荷放大器CA放大后送到模数转换器ADC进行量化，供数字模块进行处理。其中电容CS为手指到指纹传感器极板之间的等效电容，对于手指来说，电容CS=Cridge或者Cvalley，Cridge=∆C+Cvalley，指纹感应电路需要将∆C尽可能的量化；CF为电路内部的反馈电容，VCM为电荷放大器CA输入的公共电平，VIN为系统端发送的方波信号，VOUT为待量化的电平。在CA工作阶段，根据电荷守恒原理可以得到:VOUT=VCM-VIN*CS/CF对于手指中的谷来说：VOUT(valley)=VCM-VIN*Cvalley/CF对于手指中的脊来说：VOUT(ridge)=VCM-VIN*Cridge/CF=VCM-VIN*(∆C+Cvalley)/CF=VOUT(Valley)-VIN*∆C/CF可以看到，对于后续模数转换器ADC来说，需要量化的最大电压如图2中所示：其实系统需要量化的是∆V，但因为BASE的存在（此时BASE量为VOUT(vally)）ADC的最大量程VREF需要满足：VREF>VOUT(ridge)∆V的等效输出为：Dout=256*∆V/VREF为了能够对脊和谷能够尽量的分开，要求Dout越大越好，因此在∆V固定的情况下，需要尽量的降低VREF。为了能够尽量的提高对∆V的量化精度，常用的方案主要采取了如参照图3中所的解决办法：即在电荷放大器CA的输入端加入一个电容CB，以及一个信号基量，降低待量化的电平VOUT，根据电荷守恒可以得到：VOUT=VCM-VIN*CS/CF-(V2-V1)*CB/CF参照图4中所示，即等效为在最出版输出的基础上往下减了（V2-V1）*CB/CF，调整V2，V1以及电容CB能够满足VOUT(Vally)≈0这样，模数转换器ADC需要量化的最大电压为：VREF≈∆V∆V的经过模数转换器ADC之后等效输出为：Dout=256*∆V/VREF=256指纹的脊和谷就得到最大化的区分。上述改进方案，存在如下问题：（1）正常的电容CA输出只能接近0，减BASE量就不干净，这样就存在一定的残留，浪费了ADC的量化空间。（2）需要额外的电压信号以及精确的电容CB。（3）在电容CB存在运放失调的情况下，减BASE的量变化较大，导致CA的输出有可能过小或者输出饱和，偏移过大，不利于后续ADC的量化。以上描述是针对指纹的纹理进行了分析，事实上，在触控技术的方案中，不需要对手指脊和谷进行区分，只需要装置判断是否有电容触摸，即对手指容值的大小比较敏感，在这种情况下，手指脊和谷之间的差异基可以忽略。VOUT=VCM-VIN*CS/CF和指纹相比，待量化的电平VOUT值与手指电容CS、反馈电容CF相关，我们需要手指电容CS值越大越好，但是，不同人的手指电容CS存在较大的差异，有可能导致有手指触摸和无手指触摸之间的差异较小，差异值为：∆V=VIN*CS/CF但模数转换器ADC的最大量程VREF需要为：VREF=VCM等效输出为：Dout=256*∆V/VCM比较指纹和触摸的Dout，触摸判断和指纹判断的原理与方法一致，都需要尽量的降低参考电压。
技术实现思路
综上所述，本技术的目的在于解决现有的指纹识别信号在量化过程中存在的技术不足，导致后期识别精确度差的技术问题，而提出一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路。为实现本技术的目的，采用的技术方案为：一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的方法，其特征在于所述方法为：在用于对采集信号进行放大的电荷放大器与用于模数转换的模数转换器之间通过采样电容Csample进行减BASE处理；当IC处于采集状态时，断开模数转换器输入信号，电荷放大器的待量化电平输出端经采样电容Csample接一个预设值大于信号地电平的信号基量VBASE2，采样电容Csample开始充电；当IC转换至非采集状态时，采样电容Csample由连接电荷放大器的待量化电平输出端切换至模数转换器输入端，同时，电容Csample由连接信号基量VBASE2切换至信号地，采样电容Csample开始向电荷放大器放电。所述的在采样电容Csample与电荷放大器的待量化电平输出端之间，以及采样电容Csample与信号基量VBASE2之间分别设有一个同步控制的开启或关闭的开关电路S1和开关电路S3；采样电容Csample与模数转换器之间，以及采样电容Csample与信号地之间分别设有一个同步控制的开启或关闭的开关电路S2和开关电路S4。所述的开关电路S1和开关电路S3在IC处于采集状态时，接高电平导通，非采集状态接低电平截止；开关电路S2和开关电路S4在IC处于采集状态时，接低电平截止，非采集状态接高电平导通。所述的电荷放大器接入的采集信号为指纹采集信号。所述的电荷放大器接入的采集信号为触控采集信号。实现所述减BASE实现触控/指纹类IC高效识别方法的电路，所述电路包括有用于对指纹采集信号进行放大的电荷放大器，电荷放大器的待量化电平输出端连接有用于模数转换的模数转换器；其特征在于：所述的电荷放大器与模数转换器之间设有减BASE处理电路；所述的减BASE处理电路包括有采样电容Csample、开关电路S1、开关电路S2、开关电路S3和开关电路S4；电荷放大器的待量化电平输出端经开关电路S1连接采样电容Csample的第一端，采样电容Csample的第二端经开关电路S3连接接一个预设值大于信号地电平的信号基量VBASE2；所述采样电容Csample的第一端还经开关电路S2连接模数转换器，采样电容Csample的第二端经开关电路S4接信号地；所述的开关电路S1和开关电路S3同步控制开或关，开关电路S2和开关电路S4同步控制开或关。所述的减BASE处理电路集成在模数转换器内。所述的减BASE处理电路集成在电荷放大器内。所述的电荷放大器的输入端经电容CB接一组信号基量VBASE1。本技术的益效果为：本技术通过在电荷放大器CA之后加入减BASE功能，能够最大化的利用模数转换器ADC的有效量程，保证对指纹纹路的精确识别。此方案能够适用所有的指纹信号处理电路，而且实现简单，能够完全复用旧的方案，同时与电路的其他元器件相关性少，方便控制。附图说明图1为现有常用指纹信号处理电路原理图；图2为图1的工作原理示意图；图3为现有改进方案的信号处理电路原理图；图4为图3的工作原理示意图；图5为本技术的指纹信号处理电路原理图；图6为本技术的工作原理示意图；图7为本技术工作时序图。具体实施方式以下合附图和本技术优选的具体实施例对本技术的作进一步地说明。参照图5中所示，本技术减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路，包括有电荷放大器CA、模数转换器ADC及减BASE处理电路，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路，所述电路有用于对指纹采集信号进行放大的电荷放大器，电荷放大器的待量化电平输出端连接有用于模数转换的模数转换器；其特征在于：所述的电荷放大器与模数转换器之间设有减BASE处理电路；所述的减BASE处理电路包括有采样电容Csample、开关电路S1、开关电路S2、开关电路S3和开关电路S4；电荷放大器的待量化电平输出端经开关电路S1连接采样电容Csample的第一端，采样电容Csample的第二端经开关电路S3连接一个预设值大于信号地电平的信号基量VBASE2；所述采样电容Csample的第一端还经开关电路S2连接模数转换器，采样电容Csample的第二端经开关电路S4接信号地；所述的开关电路S1和开关电路S3同步控制开或关，开关电路S2和开关电路S4同步控制开或关；开关电路S1、开关电路S3与开关电路S2、开关电路S4状态相反。

【技术特征摘要】
1.一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的电路，所述电路有用于对指纹采集信号进行放大的电荷放大器，电荷放大器的待量化电平输出端连接有用于模数转换的模数转换器；其特征在于：所述的电荷放大器与模数转换器之间设有减BASE处理电路；所述的减BASE处理电路包括有采样电容Csample、开关电路S1、开关电路S2、开关电路S3和开关电路S4；电荷放大器的待量化电平输出端经开关电路S1连接采样电容Csample的第一端，采样电容Csample的第二端经开关电路S3连接一个预设值大于信号地电平的信号基量VBASE2；所述采样电容Csample的第一端还经开关电路S2连接模数转换器，采样电容Csample的第二端经开关电路S4接信号地；所述的开关电路S1和开关电路S3同步控制开或关，开关电路S2和开关电路S4同步控制开...

【专利技术属性】
技术研发人员：于泽，
申请(专利权)人：深圳芯启航科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44