[发明专利]一种高效手指电容检测电路有效

专利信息
申请号: 201710862997.5 申请日: 2017-09-22
公开(公告)号: CN107633230B 公开(公告)日: 2021-07-09
发明(设计)人: 梅丁蕾;唐林垚;张驰;武鹏;唐小东 申请(专利权)人: 重庆纳尔利科技有限公司
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00
代理公司: 重庆上义众和专利代理事务所(普通合伙) 50225 代理人: 孙人鹏
地址: 400041 重庆市九龙坡区科园四*** 国省代码: 重庆;50
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摘要:
搜索关键词: 一种 高效 手指 电容 检测 电路
【说明书】:

一种高效手指电容检测电路,包括方波振荡器、放大器、放大器第一输入端与第一反向器输出端相连,反向器输入端经电阻RF与方波振荡器输出端相连,在反向器输入端还经电容CR接地;放大器第二输入端与第二反向器输出端相连,第二反向器输入端经电阻RK与方波振荡器输出端相连,第二反向器输入端还经电容CP接地;第二反向器输入端还与选择器Mux的输出端相连;放大器的电源端口与MCU的控制端口相连,MCU的信号采集端口与方波振荡器的输出端口相连。本发明采用对电容充电时间进行对比输出,直观的得到是否有手指触碰,且采用可调电阻Rf提高其可配置性与可靠性。

技术领域

本发明涉及指纹识别领域,具体涉及一种高效手指电容检测电路。

背景技术

随着生物识别技术的迅猛发展,指纹识别作为最古老的生物识别技术之一已经走进了每个人的日常生活之中。此外,半导体行业日新月异,指纹传感器也随着半导体产业的“More than moore”定律逐渐向着小型化、低成本化发展。在诸如手机、Pad以及智能手环等便携式设备中,指纹识别几乎占据了80%的份额,极大地方便了便携式设备的日常加密操作,成为我们工作生活中不可或缺的一部分。

指纹传感器(又称为指纹Sensor)是实现指纹自动采集的关键器件。指纹传感器按传感原理可以分为三个大类:光学传感器、半导体传感器以及超声波传感器。其中半导体电容传感器由于其价格低廉、环境影响率低占据了市场上的主要份额。

指纹识别技术随着半导体行业的发展逐渐走进我们的生活中,便携式设备的指纹解锁功能几乎随处可见。与此相关,功耗问题一直是便携式设备所注重的地方,因此指纹传感器中加入手指触碰检测装置来降低功耗势在必行。

为了达到降低功耗的目的,目前市场上大部分的指纹传感器都配备了手指触碰检测装置。当没有手指触碰时,手指触碰检测装置使得指纹采集模块睡眠;当有手指触碰时,手指触碰检测装置使能指纹采集模块采集指纹,从而达到降低功耗的目的。然而传统的手指触碰检测均采用RC振荡器亦或者开关脉冲计数,这两种方式均是通过检测电容的变化判断手指触碰,但是其功耗较大且可配置性低。本发明提出一种新的电容检测装置,其特点是低功耗,高可靠性,且可配置性较高。

现有的针对手指触碰检测的装置均是对电容进行判断,一部分将电容的变化利用振荡器和比较器转换为电压频率的变化,再通过计数器对输出电压的上升边沿计数,比较计数值的大小从而达到电容检测的目的;另一部分则通过电荷转移的思想对基准电容充放电,比较电压阈值的持续时间从而达到电容检测的目的。现有的手指触碰检测方法由于采用计数器的方式,故其功耗较高,且可配置性较差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足,提出一种高效手指电容检测电路,具体技术方案如下:

一种高效手指电容检测电路,其特征在于:包括第一振荡器、第二振荡器、电容检测模块和寄存器配置模块;

所述第一振荡器和所述第二振荡器具有相同参数配置,所述电容检测模块包括第一移位寄存器和第二移位寄存器,该第一振荡器的第一输出端与第一移位寄存器的控制端口相连,该第一振荡器的第二输出端经反向器与第二移位寄存器的控制端口相连;

所述第二振荡器的采集端口采集手指电容信号,所述第二振荡器的输出端口分别与所述第一移位寄存器数据端口和所述第二移位寄存器数据端口相连;

所述寄存器配置模块对所述第一移位寄存器和所述第二移位寄存器进行选择输出。

为更好的实现本发明,可进一步为:所述选择器Mux的输入端与IO Pad相连。

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