[发明专利]用于指纹传感器的信号处理电路及方法

说明书

本申请公开了用于指纹传感器的信号处理电路及方法。所述指纹传感器包括响应手指触摸产生感应信号的感应元件。所述信号处理电路包括：偏置电路，用于产生偏置信号；放大器，用于根据所述感应信号产生模拟输出信号；以及模数转换器，用于将所述模拟输出信号转换成数字输出信号，其中，在噪声检测模式中，所述放大器对所述感应信号和所述偏置信号的叠加信号进行放大以产生第一模拟输出信号，并且根据所述第一模拟输出信号调节所述放大器的工作频率，在图像采集模式中，所述放大器对所述感应信号进行放大以产生第二模拟输出信号，并且根据所述第二模拟输出信号生成指纹图像。

技术领域

本发明涉及信号处理技术，更具体地，涉及用于指纹传感器的信号处理电路及方法。

背景技术

指纹传感器是用于对指纹成像的传感器装置，已经广泛地用于门禁系统、考勤系统、诸如手机和平板电脑之类的移动终端中，用于验证用户的身份。指纹传感器包含光学传感器和电容传感器。光学指纹传感器包括光学扫描元件，用于获取指纹的光学图像。电容式指纹传感器获取手指有效区域的各个局部位置的电容特性，从而利用电容的变化量形成指纹图像。光学指纹传感器的信号采集和处理电路与手指隔开，因而抗静电能力强，使用寿命长，但容易受到环境中的灰尘和手指的洁净程度的影响。电容式指纹传感器的尺寸紧凑且分辨率高，但抗静电能力差。因而，电容式指纹传感在移动终端中的使用更为普遍。

图1示出电容式指纹传感器的工作原理示意图。电容式指纹传感器110包括多个感应电极组成的阵列。在手指120触摸电容式指纹传感器110，手指和感应电极之间形成第一电容Cf。由于手指120的指纹脊和指纹谷形成的第一电容Cf不相同，因此，信号处理电路通过将第一电容Cf的电容转化为电信号，从而量化指纹脊和指纹谷之间的差异。利用多个感应电极获得接触区域的电容，即可以形成指纹图像。

当手指接触指纹传感器时，也会将系统噪声引入信号处理电路，导致无法正常采集到指纹图像，从而引起识别率降低甚至无法正常使用。如图2所示，当手指接触到指纹识别传感器表面时，手指的人体地电位VGND1和传感器的参考地电位VGND2并不相同。手指的触摸相当于将在传感器的参考地电位VGND2中引入波动，从而由感应电极接收并传送至信号处理电路。

因此，期望在用于电容式指纹传感器的信号处理电路中抑制手指触摸引入的噪声。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于指纹传感器的信号处理电路及方法，其中采用偏置电路调节放大器的工作频率，采用选择的工作频率以抑制手指触摸引入的共模噪声。

根据本发明的一方面，提供一种用于指纹传感器的信号处理电路，所述指纹传感器包括响应手指触摸产生感应信号的感应元件，所述信号处理电路包括：偏置电路，用于产生偏置信号；放大器，用于根据所述感应信号产生模拟输出信号；以及模数转换器，用于将所述模拟输出信号转换成数字输出信号，其中，所述信号处理电路工作于噪声检测模式和图像采集模式，在所述噪声检测模式中，所述放大器对所述感应信号和所述偏置信号的叠加信号进行放大以产生第一模拟输出信号，并且根据所述第一模拟输出信号调节所述放大器的工作频率，在所述图像采集模式中，所述放大器对所述感应信号进行放大以产生第二模拟输出信号，并且根据所述第二模拟输出信号生成指纹图像。

优选地，所述感应元件为感应电极。

优选地，所述信号处理电路还包括第一交流信号源，其中，所述第一交流信号源与所述感应电极相连接，从而向所述感应电极提供第一交流信号作为驱动信号。

优选地，所述偏置电路包括在所述放大器的输入端和地之间依次串联连接的第一开关、第二电容和第二交流信号源，所述第二交流信号源向所述第二电容提供第二交流信号，在所述噪声检测模式中，所述第一开关闭合，在所述图像采集模式中，所述第一开关断开。