用于降低或消除信号相关成分的信号处理电路制造技术

本发明专利技术公开了一种信号处理电路，所述信号处理电路具有一对输入节点及一对输出节点，并包括一第一开关器对、一第二开关器对、一放大器、一第一补偿电容及一第二补偿电容。该第一开关器对耦接于该对输入节点及多个浮动节点之间。该第二开关器对耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该放大器耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该第一补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第一浮动节点及该对输出节点中的一第一输出节点之间。该第二补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第二浮动节点及该第一输出节点之间。

【技术实现步骤摘要】
用于降低或消除信号相关成分的信号处理电路
本专利技术涉及一种信号处理电路，尤其涉及一种可接收并处理来自于感测器的感测信号的信号处理电路。
技术介绍
随着科技的进步，各类型的移动装置，如智能型手机(smartphone)、平板计算机(tablet)、笔记本电脑(laptop)、卫星导航系统(GPSnavigatorsystem)及电子书(electronicbook)等，已成为人们生活中不可或缺的部分。不同于传统的手机仅具有通话功能，现今的移动装置将通信、连网、拍照、游戏、数据处理等功能整合在一起，多功能的设计使得移动装置更受到消费者的喜爱。指纹识别是一种常见的功能，用来处理各种电子装置及移动装置的安全性及隐私问题，指纹识别可通过各种技术来实现，例如电容感测、光感测(图像感测)、热能、超声波等。举例来说，移动电话可能具有指纹识别接口，其内建于主页键(homebutton)或特定区域，可用来侦测用户的指纹。在各类型的指纹识别技术中，电容式指纹识别已成为较普及的指纹识别方式。在电容式指纹识别中，指纹感测器上的感测像素可捕捉接触到的手指的电容值，此电容值通过处理之后转换为一电压信号，再被转传至后续的信号处理电路(如模拟前端(AnalogFront-End，AFE)电路)以进行识别。模拟前端电路需具备一切换式电容积分器(switched-capacitorintegrator)，用来持续从感测像素接收感测信号并且对感测信号进行转换和放大。切换式电容积分器所接收的输入信号可包括上述感测信号及一重置信号。重置信号是在感测像素的重置期间接收的预定信号。在感测像素的感测期间内，感测像素中的发光二极管开始曝光并据此产生电子信号，感测像素中相应的开关器可被开启以将电子信号或对应于该电子信号的电压信号转传到模拟前端电路，这些信号可视为感测信号，其叠加在重置信号上共同被切换式电容积分器接收。然而，随着发光二极管感测到的亮度不同，其在每一周期中可能产生不同数值的电子信号，导致切换式电容积分器接收到大小不一的感测信号，感测信号的变化可能造成积分器进入不正常的电压范围，使得后端电路输出的电压信号饱和。除此之外，若切换式电容积分器接收的感测信号变化量较大时，可能发生较严重的电荷注入(chargeinjection)问题。鉴于此，现有技术实有改进的必要。
技术实现思路
因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种电容补偿机制，可用于例如切换式电容积分器等信号处理电路，其可降低或消除信号处理电路中浮动节点上的信号相关成分，从而将浮动节点的电压电平维持在小电压范围内。本专利技术的一实施例公开了一种信号处理电路，所述信号处理电路具有一对输入节点及一对输出节点，并包括一第一开关器对、一第二开关器对、一放大器、一第一补偿电容及一第二补偿电容。该第一开关器对耦接于该对输入节点及多个浮动节点之间。该第二开关器对耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该放大器耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该第一补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第一浮动节点及该对输出节点中的一第一输出节点之间。该第二补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第二浮动节点及该第一输出节点之间。本专利技术的另一实施例公开了一种信号处理电路，所述信号处理电路具有一对输入节点及一对输出节点，并包括一第一开关器对、一第二开关器对、一放大器、一第一补偿电容及一第二补偿电容。该第一开关器对耦接于该对输入节点及多个浮动节点之间。该第二开关器对耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该放大器耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。该第一补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第一浮动节点及一参考节点之间。该第二补偿电容耦接于该多个浮动节点中的一第二浮动节点及该参考节点之间。附图说明图1为本专利技术实施例一切换式电容积分器的示意图。图2A及2B分别示出了重置阶段及转换阶段中切换式电容积分器的状态。图3为本专利技术实施例另一切换式电容积分器的示意图。图4为本专利技术实施例又一切换式电容积分器的示意图。图5为本专利技术实施例再一切换式电容积分器的示意图。其中，附图标记说明如下：10切换式电容积分器VON、VOP输出信号Vrst重置信号Vsig感测信号SW1_1、SW1_2输入开关器对SW2_1、SW2_2重置开关器对100放大器C1_1、C1_2输入电容对C2_1、C2_2反馈电容对C3_1、C3_2补偿电容对x、y浮动节点Cp寄生电容Vref参考电压具体实施方式请参考图1，图1为本专利技术实施例一切换式电容积分器10的示意图。如图1所示，切换式电容积分器10具有差分结构，其包括一对输入节点和一对输出节点。该对输入节点用来从感测器(例如指纹感测器的感测像素)接收输入信号对，该对输出节点分别产生输出信号VON及VOP。如上所述，在感测尚未开始的重置期间内，感测器可输出一重置信号Vrst，由切换式电容积分器10的一输入节点接收此重置信号Vrst。当感测完毕之后，感测器可输出一感测信号Vsig，其叠加在重置信号Vrst上，切换式电容积分器10的另一输入节点则用来接收感测信号Vsig。根据所接收的感测信号Vsig，切换式电容积分器10即可输出一差分输出信号VOP-VON。详细来说，切换式电容积分器10包括一输入开关器对SW1_1及SW1_2、一重置开关器对SW2_1及SW2_2、一放大器100、一输入电容对C1_1及C1_2、一反馈电容对C2_1及C2_2、以及一补偿电容对C3_1及C3_2。输入开关器对SW1_1及SW1_2分别耦接于切换式电容积分器10的输入节点对以及浮动节点x及y之间。重置开关器对SW2_1及SW2_2分别耦接于浮动节点x及y以及切换式电容积分器10的输出节点对之间。输入电容对C1_1及C1_2分别耦接于输入节点对。反馈电容对C2_1及C2_2分别耦接于浮动节点x及y以及切换式电容积分器10的输出节点对之间。补偿电容C3_1耦接于浮动节点x及一输出节点之间，而补偿电容C3_2耦接于浮动节点y及同一输出节点之间。放大器100耦接于浮动节点x及y以及输出节点对之间。更明确来说，放大器100具有差分结构，其包括一正输入端、一负输入端、一正输出端及一负输出端。如图1所示，放大器100的正负输入端分别耦接于浮动节点x及y，放大器100的正负输出端则分别耦接于切换式电容积分器10的输出节点对，用来输出输出信号VOP及VON。图1还示出了耦接于浮动节点x及y的寄生电容Cp，寄生电容Cp影响了切换式电容积分器10的传递函数，而具有差分结构的放大器100可用来降低或消除寄生电容Cp对差分输出信号(VOP减去VON)的影响。在此例中，输入信号对Vrst+Vsig及Vrst分别由切换式电容积分器10的输入节点对接收之后，存储在输入电容对C1_1及C1_2中。当输入开关器对SW1_1及SW1_2开启时，输入信号Vrst+Vsig及Vrst可分别传递至浮动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信号处理电路，具有一对输入节点及一对输出节点，该信号处理电路包括：/n一第一开关器对，耦接于该对输入节点及多个浮动节点之间；/n一第二开关器对，耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间；/n一放大器，耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间；/n一第一补偿电容，耦接于该多个浮动节点中的一第一浮动节点及该对输出节点中的一第一输出节点之间；以及/n一第二补偿电容，耦接于该多个浮动节点中的一第二浮动节点及该第一输出节点之间。/n

【技术特征摘要】
20190424 US 16/393,9421.一种信号处理电路，具有一对输入节点及一对输出节点，该信号处理电路包括：
一第一开关器对，耦接于该对输入节点及多个浮动节点之间；
一第二开关器对，耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间；
一放大器，耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间；
一第一补偿电容，耦接于该多个浮动节点中的一第一浮动节点及该对输出节点中的一第一输出节点之间；以及
一第二补偿电容，耦接于该多个浮动节点中的一第二浮动节点及该第一输出节点之间。


2.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该第一补偿电容及该第二补偿电容用来降低该多个浮动节点的一电压中的一信号相关成分。


3.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：
一反馈电容对，耦接于该多个浮动节点及该对输出节点之间。


4.如权利要求3所述的信号处理电路，其特征在于，该第一补偿电容及该第二补偿电容的电容值等于该反馈电容对的电容值，以消除该多个浮动节点的一电压中的一信号相关成分。


5.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，还包括：
一输入电容对，耦接于该对输入节点。


6.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，该放大器包括一正输入端、一负输入端、一负输出端及一正输出端，其中，该正输入端耦接于该第一浮动节点，该负输入端耦接于该第二浮动节点，该负输出端耦接于该信号处理电路的该第一输出节点，该正输出端耦接于该信号处理电路的该对输出节点中的一第二输出节点。


7.如权利要求6所述的信号处理电路，其特征在于，该放大器通过该正输入端从该对输入节点中的一第一输入节点接收一感测信号加上一重置信号，并通过该负输入端从该对输入节点中的一第二输入节点接收该重置信号但未接收该感测信号，且该第一补偿电容及该第二补偿电容耦接于该放大器的该负输出端。


8.如权利要求6所述的信号处理电路，其特征在于，该放大器通过该负输入端从该对输入节点中的一第一输入节点接收一感测信号加上一重置信号，并通过该正输入端从该对输入节点中的一第二输入节点接收该重置信号但未接收该感测信号，且该第一补偿电容及该第二补偿电容耦接于该放大器的该正输出端。


9.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，在一重置阶段中，该第一开关器对关闭，而该第二开关器对开启以将该多个浮动节点的电压重置为一共模电压。


10.如权利要求1所述的信号处理电路，其特征在于，在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71