[发明专利]一种开关电容积分器失调电压消除电路及其消除方法

说明书

本发明公开一种开关电容积分器失调电压消除电路及其消除方法，包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容Cload、第四电容Cf、第一开关S1、第二开关S2、第三开关RST_PGA、第四开关S1d、参考电压Vref_PGA、VOS失调电压源、积分器，所述第一电容C1的第一端接输入信号，第二端分别接第二电容C2的第二端、第三电容Cload的第一端、第四电容Cf的第一端、第二开关S2的第一端、第三开关RST_PGA的第一端和VOS失调电压源的第一端；本技术方案通过优化开关结构、相关双采样技术来消除失配对开关电容积分器的影响。电路实现简单、功耗低，在单端和差分电路中均可使用，应用范围广。

技术领域

本发明涉及指纹识别技术领域，具体涉及一种开关电容积分器失调电压消除电路及其消除方法。

背景技术

在手机、电脑等消费类电子产品中，在其关键部件，指纹识别系统中，常用集成度较高的电容式指纹传感器，来实现指纹的识别。由于指纹纹理中存在谷和脊，当手指按压互电容传感器阵列时，电场线穿过谷和脊时因为介质不一样，形成互电容大小也不同。互电容式指纹传感器正是根据谷脊互电容的差异来进行指纹识别。由于单次的发射信号经过谷脊电容时，产生的接收信号信噪比较差。我们通常采用连续发射信号、积分的方式提高信噪比。由于工艺失配的影响，不同通道的开关电容积分器输出结果会产生较大差异，影响指纹芯片的正常工作。在传统的CMOS工艺中，电容的失配较小，一般10um*10um的电容可以达到千分之一的精度。开关电容积分器的失配主要由运放引起，传统的开关电容积分器并没有考虑到放大器存在的失配，实际制造过程中，由于制造工艺的偏差，运放的输出并不是理想的等于输入乘以增益。因而存在开关电容积分器中放大器失配对积分器的影响，积分器精度低。

基于上述提出的缺陷，现提供一种开关电容积分器失调电压消除电路及其消除方法。

发明内容

本发明提供一种开关电容积分器失调电压消除电路及其消除方法，对电路中第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容进行合理设置，使积分和复位过程中A点电位保持不变，从而消除失调电压对积分的影响，解决了现有技术中开关电容积分器中放大器失配对积分器的影响，积分器精度低等技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种开关电容积分器失调电压消除电路，包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、参考电压、VOS 失调电压源、积分器，所述第一电容C1的一端接输入信号，第二端接第二电容 C2的第二端、第三电容Cload的第一端、第四电容Cf的第一端、第二开关S2 的第一端、第三开关RST_PGA的第一端和VOS失调电压源的第一端；所述第一电容C2的一端接补偿信号，第二端接第一电容C1的第二端、第三电容Cload 的第一端、第四电容Cf的第一端、第二开关S2的第一端、第三开关RST_PGA 的第一端和VOS失调电压源的第一端；第三电容Cload的第二端接地；第四电容Cf的第二端接第一开关S1的第一端；第一开关S1的第二端、第二开关S2 的第二端、第三开关RST_PGA的第二端和第四开关S1d的第一端接运放输出； VOS失调电压源的第二端接运放Av反向输入端；参考电压Vref_PGA接运放Av 同向输入端；第四开关S1d的第二端接积分器输出Vout。

本技术方案所述的开关电容积分器失调电压消除电路主要应用于手机、电脑等消费类电子产品中，常用集成度较高的电容式指纹传感器，来实现指纹的识别。由于指纹纹理中存在谷和脊，当手指按压互电容传感器阵列时，电场线穿过谷和脊时因为介质不一样，形成互电容大小也不同。互电容式指纹传感器正是根据谷脊互电容的差异来进行指纹识别。