[实用新型]一种用于指纹传感器的信号处理电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及指纹传感技术领域，特别涉及一种用于指纹传感器的信号处理电路。

背景技术

目前，指纹传感器已广泛应用于具有指纹识别功能的客户端设备中，所述客户端设备例如可以包括移动智能电话、计算机(包括笔记本电脑，台式电脑)、平板电子设备、个人数字助理(PDA)或者智能可穿戴设备等。

图1是现有技术中电容式指纹传感器的应用示意图，如图1所示，手指与指纹传感器的触摸绝缘层接触时，手指与触摸绝缘层之间形成耦合电容C_finger，由于手指的指纹脊和指纹谷至所述触摸绝缘层的距离不同，因此，手指各个部分与所述触摸绝缘层之间形成的耦合电容值也不相同。为了识别手指每个部分的指纹信息，通常将所述触摸绝缘层分成一个个单元，所述单元组成指纹感测单元阵列。指纹传感器的重要作用即采集所述指纹感测单元阵列中每个单元的耦合电容值，并根据所述电容值识别出该单元所对应的指纹信息。

基于上述电容传感器的应用方式，下面通过图2介绍传统的电容式指纹传感器的基于电荷转换(charge transfer)的信号处理方式。如图2所示，在时钟PH1相位(即图2中开关PH1导通、开关PH2断开)，指纹传感器处于复位模式。在时钟PH2相位(即图2中开关PH2导通、开关PH1断开)，指纹传感器处于取样模式，电压信号Vcharge用于减弱或者消除图1中触摸绝缘层与导电层之间的寄生电容Cs所产生的固定失调。为了增强差分放大器AMP1输入端的容性负载，可以在电压信号Vcharge和AMP1的反向输入端接入电容C0，但是，由于耦合电容C_finger的值不固定，导致Vcharge和电容C0的取值难以设置，进而导致电压信号Vcharge并不能完全消除寄生电容Cs所带来的固定失调。另外，在时钟PH2相位，某些频段上电源或者地上产生的噪声影响到基准电压Vref，在差分放大器AMP1的作用下，将噪声传递至AMP1的输出电压Vo1上，进而影响采样耦合电容C_finger和基准电容Cref之间的电荷转换，导致指纹图像质量变差。电源或地上的噪声一般为共模噪声，类似图1中触摸绝缘层和导电层之间寄生电容Cs的影响，但是寄生电容Cs为固定值，而电源或地上的共模噪声具有随机性。为了避免电源或者地上的共模噪声对指纹识别传感器造成的影响，提出一种改进的指纹传感器的信号处理单元显得尤为重要。图3是现有技术中基于图2改进的指纹传感器的信号处理电路结构图。如图3所示，图3相对于图2的改进点在于将图2中差分放大器AMP2反向输入端连接的共模电压Vcom替换成固定的参考输入电路，所述参考输入电路具有和图2所示的指纹输入电路相同的结构。具体在工作过程中，同样地，可以通过开关PH1和PH2控制指纹传感器的复位模式或者取样模式。在图3所示的电路结构中，虽然基准电压Vref或者其他连接电源或者地的电路模块依然携带有共模噪声，并且经过差分放大器AMP3和AMP4放大处理，但是第一输入电路和第二输入电路均存在相同的共模噪声，经过差分放大器AMP5的共模信号抑制之后，可以减弱甚至消除共模噪声对输出结果的影响。但是上述减弱或者消除共模噪声影响只是基于与指纹输入电路连接的指纹感测模块有手指接触的场景。若指纹输入电路没有手指接触或者手指接触不充分，则共模噪声干扰无法通过charge transfer结构传递至差分放大器AMP5的输入端，即使经过AMP5的差分处理之后，共模噪声依然无法消除甚至减弱，其效果与图2所示的传统的信号处理方式类似。

因此，现有技术中亟需一种能够消除共模噪声的指纹传感器的信号处理电路。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电路结构简单的用于指纹传感器的信号处理电路，能够有效地消除共模噪声的影响。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种用于指纹传感器的信号处理电路，包括：第一输入电路、第二输入电路和差分放大器；

所述第一输入电路用于与所述指纹传感器的第一指纹感测模块电性连接，以将所述第一指纹感测模块生成的第一感测信号提供给所述差分放大器；

所述第二输入电路用于与所述指纹传感器的第二指纹感测模块电性连接，以将所述第二指纹感测模块生成的第二感测信号提供给所述差分放大器；所述第一指纹感测模块和所述第二指纹感测模块为所述指纹传感器的指纹感测模块阵列中任意两个不同的感测模块；