[發明專利]用于電容感應識別系統的裝置和方法

有效

• 申請號: 201610677526.2
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN106293299B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 李卓
• 申請（專利權）人: 北京集創北方科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044;G06K9/00
• 代理公司: 北京成創同維知識產權代理有限公司11449
• 代理人: 蔡純,張靖琳

1.一種用于電容感應識別系統的裝置，包括：

放大器模塊，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端；

激勵信號源，用于經由電容感應識別系統的感應電容向放大器模塊的第一輸入端提供激勵信號；

前端反饋電容器，連接在所述放大器模塊的第一輸入端與輸出端之間；以及

補償模塊，連接在所述放大器模塊的第二輸入端與輸出端之間，用于向放大器模塊的第二輸入端提供輸入差電壓，從放大器模塊的輸出端接收輸出電壓，并且在放大器模塊的輸出端提供的輸出電壓不在預定范圍內時，根據電容感應識別系統中的背景電容的大小來調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓，

所述補償模塊包括：

模擬數字轉換器，連接到所述放大器模塊的輸出端；

數字模擬轉換器，連接到所述放大器模塊的第二輸入端；以及

數字控制單元，連接在模擬數字轉換器與數字模擬轉換器之間，用于經由數字模擬轉換器向放大器模塊的第二輸入端提供輸入差電壓，經由模擬數字轉換器從放大器模塊的輸出端接收輸出電壓，并且在接收到的輸出電壓不在預定范圍內時，通過以下方式根據背景電容的大小來調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓：

將輸入差電壓設定成滿足以下等式

其中VREF為輸入參考電壓，VOS為系統失調電壓，VTX為激勵信號，C_f為前端反饋電容器的電容值，C_b為背景電容；

通過調整輸入差電壓使輸出電壓的最小值落入預定的最小值范圍內；

通過在調整輸入差電壓的同時調整前端反饋電容器的電容值使輸出 電壓的最大值落入預定的最大值范圍內。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述補償模塊還用于在調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓的同時，調整前端反饋電容器的電容。

3.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓是在背景電容量化階段進行的。

4.根據權利要求3所述的裝置，還包括：復位開關，與所述前端反饋電容器并聯，用于在復位時使所述放大器模塊輸出所述輸入差電壓。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述電容感應識別系統用于指紋識別裝置，在所述背景電容量化階段將指紋谷與指紋識別裝置的觸摸表面之間的電容量化為背景電容。

6.根據權利要求4所述的裝置，其中，所述電容感應識別系統用于觸摸屏，在所述背景電容量化階段將觸摸屏的觸摸表面在未被觸摸時的耦合電容量化為背景電容。

7.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述輸入差電壓是輸入參考電壓與系統失調電壓之差。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其中，所述第一輸入端為負輸入端，所述第二輸入端為正輸入端。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的裝置，其中，所述第一輸入端為正輸入端，所述第二輸入端為負輸入端。

10.一種用于電容感應識別系統的方法，包括：

經由電容感應識別系統的感應電容向放大器模塊的第一輸入端提供激勵信號，并且向放大器模塊的第二輸入端提供輸入差電壓，其中在所述放大器模塊的第一輸入端與輸出端之間連接有前端反饋電容器；

從放大器模塊的輸出端接收輸出電壓；以及

在放大器模塊的輸出端提供的輸出電壓不在預定范圍內時，通過以下方式來根據電容感應識別系統中的背景電容的大小來調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓：

將輸入差電壓設定成滿足以下等式

其中VREF為輸入參考電壓，VOS為系統失調電壓，VTX為激勵信號，C_f為前端反饋電容器的電容值，C_b為背景電容；

通過調整輸入差電壓使輸出電壓的最小值落入預定的最小值范圍內；

通過在調整輸入差電壓的同時調整前端反饋電容器的電容值使輸出電壓的最大值落入預定的最大值范圍內。

11.根據權利要求10所述的方法，還包括：在向放大器模塊的第二輸入端提供輸入差電壓之前進行數模轉換，并且在從放大器模塊的輸出端接收輸出電壓之后進行模數轉換。

12.根據權利要求10所述的方法，其中，所述調整提供給放大器模塊的第二輸入端的輸入差電壓是在背景電容量化階段進行的。