[發明專利]電容感測電路及指紋辨識系統

有效

• 申請號: 201680002048.3
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN108700621B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 梁佑安;楊孟達
• 申請（專利權）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類號: G01R27/26
• 分類號: G01R27/26;G06F3/044
• 代理公司: 上海晨皓知識產權代理事務所(普通合伙) 31260
• 代理人: 成麗杰

1.一種電容感測電路，用來感測一接觸電容，所述電容感測電路包括：

一積分電路，包含有：

一積分輸入端，耦接于所述接觸電容，所述積分輸入端具有一輸入電壓；以及

一積分輸出端，用來輸出一輸出電壓；

一比較器，包含有：

一第一輸入端，耦接于所述積分輸出端；以及

一第二輸入端，用來接收一參考電壓；

一正向數模轉換單元，耦接于所述積分輸入端；

一負向數模轉換單元，耦接于所述積分輸入端；

一控制電路，耦接于所述比較器的一比較輸出端，用來控制所述正向數模轉換單元以及所述負向數模轉換單元；以及

一邏輯電路，耦接于所述比較輸出端，用來于一積分區間中，產生一第一碼，并于一比較區間中，產生一第二碼，所述邏輯電路根據所述第一碼以及所述第二碼，輸出一輸出碼，所述輸出碼相關于所述接觸電容的一電容值；

其中，電容感測電路另包含一取樣保持電路，耦接于所述接觸電容與所述積分輸入端，所述取樣保持電路包含：

一第一開關，其一端接收一正電壓，另一端耦接于所述接觸電容；以及

一第二開關，其一端耦接于所述接觸電容，另一端耦接于所述積分輸入端；

其中，于一第一時間，所述第一開關導通而所述第二開關斷開；以及于一第二時間，所述第一開關斷開而所述第二開關導通。

2.如權利要求1所述的電容感測電路，其中，所述正向數模轉換單元包含有：

復數個正向數模轉換電容，皆耦接于所述積分輸入端；

復數個第一數模轉換開關，每一第一數模轉換開關之一端耦接于所述復數個正向數模轉換電容，另一端接收一正電壓；以及

復數個第二數模轉換開關，每一第二數模轉換開關之一端耦接于所述復數個正向數模轉換電容，另一端耦接于一接地端；

所述負向數模轉換單元包含有：

復數個負向數模轉換電容，耦接于所述積分輸入端；

復數個第三數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個負向數模轉換電容，另一端接收一正電壓；以及

復數個第四數模轉換開關，其一端耦接于所述復數個負向數模轉換電容，另一端耦接于一接地端；

其中，所述復數個第一數模轉換開關、所述復數個第二數模轉換開關、所述復數個第三數模轉換開關以及所述復數個第四數模轉換開關受控于所述控制電路。

3.如權利要求2所述的電容感測電路，其中，所述復數個正向數模轉換電容的復數個正向數模轉換電容值之間呈一指數型關系，所述復數個負向數模轉換電容的復數個負向數模轉換電容值之間呈一指數型關系。

4.如權利要求2所述的電容感測電路，其中，于所述積分區間中，所述控制電路控制所述正向數模轉換單元的所述復數個第一數模轉換開關及所述復數個第二數模轉換開關，使得當所述比較器轉態時，將所述輸出電壓增加一第一特定值。

5.如權利要求2所述的電容感測電路，其中，于所述積分區間中，所述邏輯電路累計所述比較器的一累計轉態次數，并產生相關于所述累計轉態次數的所述第一碼。

6.如權利要求2所述的電容感測電路，其中，于一采樣區間中，所述控制電路控制所述正向數模轉換單元的所述復數個第一數模轉換開關及所述復數個第二數模轉換開關，使得所述復數個正向數模轉換電容接收所述正電壓；于所述采樣區間中，所述控制電路控制所述負向數模轉換單元的所述復數個第三數模轉換開關及所述復數個第四數模轉換開關，使得所述復數個負向數模轉換電容耦接于所述接地端。

7.如權利要求2所述的電容感測電路，其中，于所述比較區間中，所述控制電路控制所述復數個第一數模轉換開關、所述復數個第二數模轉換開關、所述復數個第三數模轉換開關以及所述復數個第四數模轉換開關，以調整所述輸入電壓。

8.如權利要求7所述的電容感測電路，其中，所述比較區間包含復數個比較子區間，于所述復數個比較子區間的一比較子區間中，所述比較器產生對應于所述比較子區間的一比較結果。