[发明专利]一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的方法及实现电路

说明书

一种减BASE实现触控/指纹类IC高效识别的方法及实现电路，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，在电荷放大器与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，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；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。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。

技术领域

本发明涉及到触控或指纹类芯片技术领域，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。

背景技术

本发明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

Finger Vally：手指谷

Finger Ridge 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：

VREFVOUT(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