[發明專利]一種電容式指紋信號的差分采集放大電路及其工作方法

有效

• 申請號: 201811282989.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109460726B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 朱定飛;劉華;王建軍
• 申請（專利權）人: 上海海櫟創微電子有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00
• 代理公司: 上海啟核知識產權代理有限公司 31339
• 代理人: 王仙子

1.一種電容式指紋信號的差分采集放大電路，其特征在于，包括：

至少一個差分采樣通道和多個普通采樣通道構成的采樣陣列；

其中，所述差分采樣通道包括一差分采樣積分器和第一開關SW1，所述普通采樣通道包括一普通采樣積分器、第二開關SW2、第三開關SW3、第四開關SW4和放大電容Cs；

所述差分采樣通道的第一開關SW1連接所述差分采樣積分器的輸出端和所有普通采樣通道中的放大電容Cs的第二端；

所述普通采樣通道的第二開關SW2連接所述普通采樣積分器的負輸入端和所述放大電容Cs的第一端；所述第三開關SW3連接所述普通采樣積分器的輸出端和放大電容Cs的第一端，所述第四開關SW4連接所述普通采樣積分器的輸出端和放大電容Cs的第二端；

所述差分采樣積分器和普通采樣積分器均包括一運算放大器、復位開關和積分電容，其中所述復位開關和積分電容均跨接在所述運算放大器的輸出端和負輸入端，所述運算放大器的正輸入端接基準電壓REF_IN；

所述電容式指紋信號的差分采集放大電路能夠進行復位操作，將信號鏈路上的所有節點復位至基準電壓；能夠對來自信號鏈路上的信號進行積分；能夠進入共模分量減去階段，去除共模分量；以及能夠進入二次放大階段，進行信號放大。

2.一種電容式指紋信號的差分采集放大電路的工作方法，采用如權利要求1所述的電容式指紋信號的差分采集放大電路，其特征在于，所述工作方法包括步驟：

對所述電容式指紋信號的差分采集放大電路進行復位操作，將信號鏈路上的所有節點復位至基準電壓；將差分采樣積分器和普通采樣積分器的復位開關、第三開關SW3和第四開關SW4閉合，將第一開關SW1和第二開關SW2斷開，使信號鏈路上的所有節點均被復位到基準電壓REF_IN；

進入積分階段，對來自信號鏈路上的信號進行積分；將差分采樣積分器和普通采樣積分器的復位開關斷開，對信號鏈路上的信號進行積分，在普通采樣通道輸出端相對于基準電壓REF_IN產生一ΔVi的信號輸出，在差分采樣通道的輸出端產生一ΔVn的共模輸出；

進入共模分量減去階段，去除共模分量；首先將第三開關SW3和第四開關SW4斷開，再將普通采樣積分器的復位開關閉合；然后將差分采樣通道的第一開關SW1和復位開關閉合，使差分采樣通道置于復位模式，差分采樣通道的輸出端從ΔVn被復位至基準電壓REF_IN，放大電容Cs的第二端電壓從ΔVi變化到ΔVi-ΔVn；

進入二次放大階段，進行信號放大；首先將普通采樣積分器的復位開關斷開，使普通采樣通道離開復位階段，之后將第二開關SW2閉合，使放大電容上Cs上存儲的電荷全部轉移到第二積分電容Ci2上，并在普通采樣通道的輸出端產生一大小等于(ΔVi-ΔVn)*Cs/Ci的輸出，其中Ci為積分電容的容值，Cs為放大電容的容值。