CN108134595B - 一种噪声检测电路、噪声检测方法及纹路识别装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种噪声检测电路、噪声检测方法及纹路识别装置,利用控制单元对第一开关电路进行控制,使第一输入信号端接参考信号端或接地,使第二输入信号端接参考信号端或接地,从而差分放大器对接收的第一输入信号端和第二输入信号端在不同情况下的信号进行运算,并将运算结果利用模数转换器转换为数字信号,从而控制单元通过对模数转换器输出的数字信号进行分析,来确定纹路识别装置的噪声来源。
Description
技术领域
本发明涉及触控技术领域,尤指一种噪声检测电路、噪声检测方法及纹路识别装置。
背景技术
目前的纹路识别装置有电容式、超声波式、电阻式等,各有优缺点,但有个共同的缺陷是感应单元(sensor)感应距离短,该缺陷严重限制了纹路识别装置的结构和性能,影响了其在移动终端产品中的广泛应用。
光学式纹路识别由于使用光学方式,天然具有长距离可感应的优势,但光学式的sensor由于高分辨率的要求,只能做的很小,又因为信号量通常与sensor的面积成正比,因此其信号量也会变得相当微弱;所以在进行纹路信号检测时,通常使用主动式检测电路来提高信噪比。
因此,在光学式纹路识别装置中,如何分析以及去除***中的噪声是问题的难点,也是其关键所在。由于噪声来源非常复杂,比如来自***的外部:空气中的电波干扰,来自市电噪声的串扰;也可能来自电路***的内部:比如电路布线不合理造成电子器件间的相互干扰,电子元器件由于管脚焊接不良造成的1/f噪声,半导体元件所特有的散弹噪声、爆裂噪声,阻性元器件的热噪声等等。另外光学式纹路识别装置在采用人工调试和测试时,由于人工测试,同样会引入噪声,使得噪声排除异常困难,往往会耗费大量的人力和时间,收到的效果却很差。因此在实际研发过程中,对噪声的识别和排除一直是一个亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例了提供一种噪声检测电路及噪声检测方法,用以判断纹路识别装置的噪声来源。
本发明实施例提供的一种用于纹路识别装置的噪声检测电路,包括:差分放大器、模数转换器、控制单元和第一开关电路;其中,
所述差分放大器的负向输入端与第一输入信号端相连,所述差分放大器的正向输入端与第二输入信号端端相连,所述差分放大器的输出端与所述模数转换器的输入端相连,所述模数转换器的输出端与所述控制单元的输入端相连,所述模数转换器的基准信号端与所述纹路识别装置中的参考信号端相连,所述控制单元的输出端和所述第一开关电路相连;
所述模数转换器用于:将所述差分放大器输出的信号转换为数字信号后发送给所述控制单元;
所述第一开关电路用于:在所述控制单元的控制下使所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,使所述第二输入信号端接所述参考信号端或接地;
所述控制单元用于:控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,使所述第二输入信号端接所述参考信号端或接地,并在所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,以及所述第二输入信号端接所述参考信号端多接地时,对所述模数转换器输出的数字信号进行分析,以确定所述纹路识别装置的噪声来源。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,还包括:采样保持电路,且所述采用保持电路具有至少2个输入端;
所述采样保持电路的第一输入端与所述第一输入信号端相连,所述采样保持电路的第二输入端与所述第二输入信号端相连,所述采样保持电路的第一输出端与所述差分放大器的正向输入端相连,所述采样保持电路的第二输出端与所述差分放大器的负向输入端相连。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,所述采用保持电路具有N+2个输入端;N为所述纹路识别装置中纹路读取信号端的数量;
所述噪声检测电路还包括第二开关电路;所述第二开关电路用于在所述控制单元的控制下,使所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与所述纹路识别装置中的纹路读取信号端相连,且所述采样保持电路的一个输入端对应所述纹路识别装置中的一个纹路读取信号端,所述采样保持电路的不同输入端对应所述纹路识别装置中的不同纹路读取信号端;
所述控制单元还用于控制所述第二开关电路使所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与对应的所述纹路读取信号端连接,并在所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与对应的所述纹路读取信号端连接时,对所述模数转换器输出的数字信号进行分析,以进行纹路识别和判断是否存在噪声干扰。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,所述第一开关电路具体包括第一开关器件和第二开关器件;
所述第一开关器件的控制端与所述控制单元的第一输出端相连,所述第一开关器件的第一输入端与所述参考信号端相连,所述第一开关器件的第二输入端接地,所述第一开关器件的输出端与所述第一输入信号端相连;
所述第二开关器件的控制端与所述控制单元的第二输出端相连,所述第二开关器件的第一输入端与所述参考信号端相连,所述第二开关器件的第二输入端接地,所述第二开关器件的输出端与所述第二输入信号端相连。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,所述第二开关电路包括N个开关器件,每一所述开关器件对应一个所述纹路读取信号端;
第n个所述开关器件的输入端与第n个所述纹路读取信号端相连,第n个所述开关器件的输出端与所述采用采样保持电路的第n+2个输入端相连;n为大于零且小于或等于N的任意整数;
各所述开关器件的控制端均与所述控制单元的第三输出端相连。
相应地,本发明实施例还提供了一种纹路识别装置,包括本发明实施例提供的上述任一种噪声检测电路。
相应地,本发明实施例还提供了一种上述噪声检测电路的噪声检测方法,包括:
当所述纹路识别装置在纹路识别过程中存在噪声干扰时,所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接地;
在所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接地时,判断所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内;
若所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度在第一阈值范围内,则确定所述噪声来源于所述纹路识别装置的外部。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接所述参考信号端时,还包括:
若所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度超出所述第一阈值范围,则所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端;
在所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端时,判断所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度;
若所述数字信号的波动幅度在第二阈值范围内,则所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接所述参考信号端,所述第二输入信号端接地;
根据所述控制单元当前接收的所述数字信号的波动幅度,以及在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述纹路识别装置的参考信号源;其中所述参考信号源用于向所述参考信号端提供参考信号。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,根据所述控制单元当前接收的所述数字信号的波动幅度,以及在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述纹路识别装置的参考信号源,具体包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,超出在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
则通过对所述参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述参考信号源。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,通过对所述参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述参考信号源,具体包括:
所述控制单元对所述参考信号源进行重新配置,并记录配置次数;
判断所述配置次数是否小于K;K为大于1的整数;
若所述配置次数小于K,则判断所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度是否仍超出当所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
若仍超出,则所述控制单元对所述参考信号源重新配置,直到配置次数大于或等于N次,则确定所述噪声源于参考信号源损坏。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在所述第一输入信号端接所述参考信号端,所述第二输入信号端接地时,还包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,与所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度相比,差异在所述预设范围内,则所述控制单元保存错误代码以供用户分析。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端时;还包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度超出所述第二阈值范围,则重启所述纹路识别装置,并记录重启次数;
判断在所述纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰;
若存在噪声干扰,则确定重启次数是否小于M;M为大于1的整数;
若重启次数小于M,则继续重启所述纹路识别装置,直至所述重启次数大于或等于M后,确定所述噪声源于所述纹路识别装置的电源。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,判断在所述纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰之后,还包括:
若不存在噪声,则确定所述噪声源于所述纹路识别装置的硬件运行错误。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,K=2。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,M=3。
本发明有益效果如下:
本发明实施例提供的上述噪声检测电路、噪声检测方法及纹路识别装置,利用控制单元对第一开关电路进行控制,使第一输入信号端接参考信号端或接地,使第二输入信号端接参考信号端或接地,从而差分放大器对接收的第一输入信号端和第二输入信号端在不同情况下的信号进行运算,并将运算结果利用模数转换器转换为数字信号,从而控制单元通过对模数转换器输出的数字信号进行分析,来确定纹路识别装置的噪声来源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的噪声检测电路的结构示意图之一;
图2为本发明实施例提供的噪声检测电路的结构示意图之二;
图3为本发明实施例提供的噪声检测电路的结构示意图之三;
图4为本发明实施例提供的噪声检测方法的流程示意图之一;
图5为本发明实施例提供的噪声检测方法的流程示意图之二;
图6为本发明实施例提供的纹路识别装置的结构示意图之一;
图7为本发明实施例提供的纹路识别装置的结构示意图之二;
图8为本发明实施例提供的纹路识别装置的结构示意图之三。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例,目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的一种用于纹路识别装置的噪声检测电路,如图1所示,包括:差分放大器01、模数转换器02、控制单元03和第一开关电路04;其中,
差分放大器01的负向输入端与第一输入信号端input1相连,差分放大器01的正向输入端与第二输入信号端端input2相连,差分放大器01的输出端与模数转换器02的输入端相连,模数转换器02的输出端与控制单元03的输入端相连,模数转换器02的基准信号端与纹路识别装置中的参考信号端Vref相连,控制单元03的输出端和第一开关电路04相连;
模数转换器02用于:将差分放大器01输出的信号转换为数字信号后发送给控制单元03;
第一开关电路04用于:在控制单元03的控制下使第一输入信号端input1接参考信号端Vref或接地END,使第二输入信号端input2接参考信号端Vref或接地;
控制单元02用于:控制第一开关电路04使第一输入信号端input1接参考信号端Vref或接地,使第二输入信号端input2接参考信号端Vref或接地,并在第一输入信号端input1接参考信号端Vref或接地,以及第二输入信号端input2接参考信号端Vref或接地时,对模数转换器02输出的数字信号进行分析,以确定纹路识别装置的噪声来源。
本发明实施例提供的噪声检测电路,利用控制单元对第一开关电路进行控制,使第一输入信号端接参考信号端或接地,使第二输入信号端接参考信号端或接地,从而差分放大器对接收的第一输入信号端和第二输入信号端在不同情况下的信号进行运算,并将运算结果利用模数转换器转换为数字信号,从而控制单元通过对模数转换器输出的数字信号进行分析,来确定纹路识别装置的噪声来源。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,如图2所示,还包括:采样保持电路05,且采用保持电路具有至少2个输入端in1~inN+2;
采样保持电路05的第一输入端in1与第一输入信号端input1相连,采样保持电路05的第二输入端in2与第二输入信号端input2相连,采样保持电路05的第一输出端与差分放大器01的正向输入端相连,采样保持电路05的第二输出端与差分放大器01的负向输入端相连。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,如图2所示,采用保持电路05具有N+2个输入端in1~inN+2;N为纹路识别装置中纹路读取信号端Readout的数量;
噪声检测电路还包括第二开关电路06;第二开关电路06用于在控制单元的控制下,使采样保持电路05的第3输入端in3至第N+2输入端nN+2分别与纹路识别装置中的纹路读取信号端Readoutn相连,且采样保持电路的一个输入端in对应纹路识别装置中的一个纹路读取信号端Readout,采样保持电路05的不同输入端in对应纹路识别装置中的不同纹路读取信号端Readout;
控制单元03还用于控制第二开关电路06使采样保持电路05的第3输入端in3至第N+2输入端nN+2分别与对应的纹路读取信号端Readout连接,并在采样保持电路05的第3输入端in3至第N+2输入端nN+2分别与对应的纹路读取信号端Readout连接时,对模数转换器02输出的数字信号进行分析,以进行纹路识别和判断是否存在噪声干扰。
本发明实施例提供的上述噪声检测电路,利用采样保持电路不仅可以接收第一输入信号端和第二输入信号端的信号,还接收纹路读取信号端的信号,当接收第一输入信号端和第二输入信号端的信号时,可以判断噪声来源,当接收纹路读取信号端的信号时,将多个纹路读取信号端的信号进行保持,然后通过差分放大器对信号进行放大,直至适合被模数转换电路进行转换;最后被放大的电压信号被模数转换电路转化成数字信号后,被控制单元进行运算处理,从而得到最后的谷脊信号,实现纹路识别。具体纹路识别原理与现有技术相同,在此不作赘述。因此本发明实施例提供的噪声检测电路,既能纹路识别装置中的噪声来源,有可以实现纹路识别。
由于目前现有的纹路识别装置也是通过采样保持电路、差分放大器、模数转换器和控制单元进行纹路识别的,因此本发明实施例提供的噪声检测电路,相当于在现有纹路识别装置中的采样保持电路、差分放大器、模数转换器和控制单元的基础上,增加了第一开关电路,因此成本较低。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,如图3所示,第一开关电路04具体包括第一开关器件s1和第二开关器件s2;
第一开关器件s1的控制端与控制单元03的第一输出端相连,第一开关器件s1的第一输入端与参考信号端Vref相连,第一开关器件s1的第二输入端接地,第一开关器件s1的输出端与第一输入信号端Input1相连;
第二开关器件s2的控制端与控制单元03的第二输出端相连,第二开关器件s2的第一输入端与参考信号端Vref相连,第二开关器件s2的第二输入端接地,第二开关器件s2的输出端与第二输入信号端Input2相连。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测电路中,如图3所示,第二开关电路包括N个开关器件k1~kN,每一开关器件k对应一个纹路读取信号端Readout;
第n个开关器件kn的输入端与第n个纹路读取信号端Readout相连,第n个开关器件kn的输出端与采用采样保持电路的第n+2个输入端inn+2相连;n为大于零且小于或等于N的任意整数;
各开关器件k的控制端均与控制单元03的第三输出端相连。
下面结合噪声检测方法对本发明实施例提供的该噪声检测电路的工作原理进行详细介绍。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种上述噪声检测电路的噪声检测方法,当纹路识别装置在纹路识别过程中存在噪声干扰时,如图4所示,包括:
S401、控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端和第二输入信号端均接地;
S402、在第一输入信号端和第二输入信号端均接地时,判断控制单元接收的模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内;
S403、若控制单元接收的模数转换器输出的数字信号的波动幅度在第一阈值范围内,则确定噪声来源于纹路识别装置的外部。
在本发明实施例提供的上述噪声检测方法中,由于差分放大器输出的信号是由(第二输入信号端的信号+第二输入信号端的噪声)-(第一输入信号端的信号+第一输入信号端的噪声)决定的,因此当第一输入信号端和第二输入信号端均接地时,此时差分放大器得到的信号为0+noise(0)-0-noise(0),如果模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内,则说明***内部的噪声较小,因此可以认为此时噪声主要来源不在纹路识别装置自身的***内,噪声来源于纹路识别装置的外部,可能是由于外界的电磁波干扰所致。如果***存在这种噪声,则可以通过添加屏蔽罩的方法消除噪声。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在第一输入信号端和第二输入信号端均接地时,若控制单元接收的模数转换器输出的数字信号的波动幅度超出第一阈值范围,则说明噪声可能来源于纹路识别装置的内部,需要进一步判断噪声的来源;具体包括:
控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端;
在第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端时,判断控制单元当前接收的数字信号的波动幅度;
若数字信号的波动幅度在第二阈值范围内,则控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端接参考信号端,第二输入信号端接地;
根据控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,以及在第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于纹路识别装置的参考信号源;其中参考信号源用于向参考信号端提供参考信号。
具体地,当第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端时,此时差分放大器得到的信号为Vref+noise(Vref)-0-noise(0),由于模数转换器的基准信号端接的参考信号端,因此参考信号端的噪声和模数转换器的Vref噪声具有相同的行为特性,因此,如果此时控制单元当前接收的数字信号的波动幅度仍然较大,则噪声可能来源于纹路识别装置的参考信号源。因为,如果当参考信号源存在噪声干扰时,可能引起模数转换器的量化不准,导致最终输出的数字信号的波动幅度较大。
具体地,当第一输入信号端接参考信号端,第二输入信号端接地时,此时差分放大器得到的信号为0+noise(0)-Vref-noise(Vref),由于差分放大器输出的信号中的参考信号的噪声行为与模数转换器的基准信号源的噪声行为相反,如果此时,模数转换器输出的数字信号中波动幅度较大,则证明是噪声来源为参考信号源。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,根据控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,以及在第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于纹路识别装置的参考信号源,具体包括:
若控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,超出在第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
则通过对参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于参考信号源。
具体地,通过对参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于参考信号源,若参考信号源重新配置多次后仍然噪声较大,可以确定认为噪声是否来源于参考信号源的硬件损坏(可能是器件固有1/f,散弹噪声等增大,也可能是由于器件已经被烧毁),因此可以通过更换新的参考信号源消除噪声干扰。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,通过对参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于参考信号源,具体包括:
控制单元对参考信号源进行重新配置,并记录配置次数;
判断配置次数是否小于K;
若配置次数小于K,则判断控制单元当前接收的数字信号的波动幅度是否仍超出当第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
若仍超出,则控制单元对参考信号源重新配置,直到配置次数大于或等于N次,则确定噪声源于参考信号源损坏。
在具体实施时,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,K为大于1的整数,一般取2。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在第一输入信号端接参考信号端,第二输入信号端接地时,还包括:
若控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,与第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度相比,差异在预设范围内,则控制单元保存错误代码以供用户分析。
在具体实施时,在第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端时,如果若控制单元当前接收的数字信号的波动幅度超出第二阈值范围,则说明噪声不是来源于参考信号源,需要判断噪声是不是来源于纹路识别装置自身。
因此,可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,在第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端时;还包括:
若控制单元当前接收的数字信号的波动幅度超出第二阈值范围,重启纹路识别装置,并记录重启次数;
判断在纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰;
若存在噪声干扰,则确定重启次数是否小于M;
若重启次数小于M,则继续重启纹路识别装置,直至重启次数大于或等于M后,确定噪声源于纹路识别装置的电源。
在具体实施时,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,M为大于1的整数,一般取3。
进一步地,由电源因引起的噪声可以通过更换更高性能的电源(ups)供电进行解决。
可选地,在本发明实施例提供的噪声检测方法中,判断在纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰之后,还包括:
若不存在噪声,则确定噪声源于纹路识别装置的硬件运行错误。
下面结合图3所示的噪声检测电路,详细说明本发明实施例提供的噪声检测方法。当纹路识别装置在纹路识别过程中存在噪声干扰时,如图5所示,确认噪声来源具体包括以下步骤:
S501、控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端和第二输入信号端均接地。
S502、判断控制单元接收的模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内。
若超出第一阈值范围内,则执行步骤S503;若在第一阈值范围内,则确定噪声来源于纹路识别装置的外部。
S503、控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端接地,第二输入信号端接参考信号端。
S504、判断控制单元当前接收的数字信号的波动幅度是否在第二阈值范围内。
若超出第二阈值范围,则开始执行步骤S505;若在第二阈值范围内,则执行步骤S5041。
S505、重启纹路识别装置,并记录重启次数。
S506、判断在纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰。
若存在噪声干扰,则执行步骤S507;若不存在噪声,则确定噪声源于纹路识别装置的硬件运行错误。
S507、确定重启次数是否小于M;
若重启次数小于M,则返回执行步骤S503;若重启次数大于或等于M,则确定噪声源于纹路识别装置的电源。
S5041、控制单元控制第一开关电路使第一输入信号端接参考信号端,第二输入信号端接地;
S5042、判断控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,是否超出在第一输入信号端接地且第二输入信号端接参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
若超出预设范围,则执行步骤S5043;若没超出,则控制单元保存错误代码以供用户分析。
S5043、控制单元对参考信号源进行重新配置,并记录配置次数;
S5044、判断配置次数是否小于K;
若配置次数小于K,则返回步骤S5041;若配置次数大于或等于K,则确定噪声源于参考信号源损坏。
基于同一发明构思,本发明实施例还提供了一种纹路识别装置,包括本发明实施例提供的上述任一种噪声检测电路。由于该纹路识别装置解决问题的原理与前述一种噪声检测电路相似,因此该纹路识别装置的实施可以参见前述噪声检测电路的实施,重复之处不再赘述。
在具体实施时,如图6所示,纹路检测装置中一般还包括若干呈矩阵排列的感光单元Sensor,每个感光单元Sensor由一个光敏二极管pin和至少一个薄膜晶体管TFT组成。在进行指纹扫描时,由于指纹谷脊间的差异,光源照射到手指上的会产生不同的反射,从而使得到达光敏二极管pin处的光强出现变化,产生不同的光电流差异,在薄膜晶体管TFT的控制下,只要采集纹路读取信号端Readout的信号就可以依次读取出各个光敏二极管pin的电流差异,即可实现对指纹谷脊的检测。
在具体实施时,如图7所示,感光单元Sensor包括一个光敏二极管和三个薄膜晶体管T1、T2和T3。感光单元Sensor感应的纹路信号通过纹路读取信号端Readout提供给噪声检测电路100,实现纹路识别。
在具体实施时,纹路检测装置可以是单独设置的一个器件,例如指纹解锁器件,当然纹路检测装置也可以是与显示集成在一起的,在此不作限定。
在具体实施时,当将纹路检测装置中的感应单元sensor分布在整个显示区域,可以实现全屏指纹识别。具体地,当感应单元做在显示区域内时,如图8所示,显示面板的每一像素区域内均设置一个感应单元sensor。进一步可以将感应单元S设置在黑矩阵对应的区域内,这样不会既不会影响显示,也不会降低开口率。
本发明实施例提供的上述噪声检测电路、噪声检测方法及纹路识别装置,利用控制单元对第一开关电路进行控制,使第一输入信号端接参考信号端或接地,使第二输入信号端接参考信号端或接地,从而差分放大器对接收的第一输入信号端和第二输入信号端在不同情况下的信号进行运算,并将运算结果利用模数转换器转换为数字信号,从而控制单元通过对模数转换器输出的数字信号进行分析,来确定纹路识别装置的噪声来源。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (15)
1.一种用于纹路识别装置的噪声检测电路,其特征在于,包括:差分放大器、模数转换器、控制单元和第一开关电路;其中,
所述差分放大器的负向输入端与第一输入信号端相连,所述差分放大器的正向输入端与第二输入信号端端相连,所述差分放大器的输出端与所述模数转换器的输入端相连,所述模数转换器的输出端与所述控制单元的输入端相连,所述模数转换器的基准信号端与所述纹路识别装置中的参考信号端相连,所述控制单元的输出端和所述第一开关电路相连;
所述模数转换器用于:将所述差分放大器输出的信号转换为数字信号后发送给所述控制单元;
所述第一开关电路用于:在所述控制单元的控制下使所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,使所述第二输入信号端接所述参考信号端或接地;
所述控制单元用于:控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,使所述第二输入信号端接所述参考信号端或接地,并在所述第一输入信号端接所述参考信号端或接地,以及所述第二输入信号端接所述参考信号端或接地时,对所述模数转换器输出的数字信号进行分析,以确定所述纹路识别装置的噪声来源;
所述控制单元具体用于当所述纹路识别装置在纹路识别过程中存在噪声干扰时,控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接地,以通过判断所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内,如果在第一阈值范围内,则可以确定所述噪声来源于所述纹路识别装置的外部。
2.如权利要求1所述的噪声检测电路,其特征在于,还包括:采样保持电路,且所述采样保持电路具有至少2个输入端;
所述采样保持电路的第一输入端与所述第一输入信号端相连,所述采样保持电路的第二输入端与所述第二输入信号端相连,所述采样保持电路的第一输出端与所述差分放大器的正向输入端相连,所述采样保持电路的第二输出端与所述差分放大器的负向输入端相连。
3.如权利要求2所述的噪声检测电路,其特征在于,所述采样 保持电路具有N+2个输入端;N为所述纹路识别装置中纹路读取信号端的数量;
所述噪声检测电路还包括第二开关电路;所述第二开关电路用于在所述控制单元的控制下,使所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与所述纹路识别装置中的纹路读取信号端相连,且所述采样保持电路的一个输入端对应所述纹路识别装置中的一个纹路读取信号端,所述采样保持电路的不同输入端对应所述纹路识别装置中的不同纹路读取信号端;
所述控制单元还用于控制所述第二开关电路使所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与对应的所述纹路读取信号端连接,并在所述采样保持电路的第3输入端至第N+2输入端分别与对应的所述纹路读取信号端连接时,对所述模数转换器输出的数字信号进行分析,以进行纹路识别和判断是否存在噪声干扰。
4.如权利要求1-3任一项所述的噪声检测电路,其特征在于,所述第一开关电路具体包括第一开关器件和第二开关器件;
所述第一开关器件的控制端与所述控制单元的第一输出端相连,所述第一开关器件的第一输入端与所述参考信号端相连,所述第一开关器件的第二输入端接地,所述第一开关器件的输出端与所述第一输入信号端相连;
所述第二开关器件的控制端与所述控制单元的第二输出端相连,所述第二开关器件的第一输入端与所述参考信号端相连,所述第二开关器件的第二输入端接地,所述第二开关器件的输出端与所述第二输入信号端相连。
5.如权利要求3所述的噪声检测电路,其特征在于,所述第二开关电路包括N个开关器件,每一所述开关器件对应一个所述纹路读取信号端;
第n个所述开关器件的输入端与第n个所述纹路读取信号端相连,第n个所述开关器件的输出端与所述采样保持电路的第n+2个输入端相连;n为大于零且小于或等于N的任意整数;
各所述开关器件的控制端均与所述控制单元的第三输出端相连。
6.一种纹路识别装置,其特征在于,包括如权利要求1-5任一项所述的噪声检测电路。
7.一种如权利要求1-5任一项所述的噪声检测电路的噪声检测方法,其特征在于,包括:
当所述纹路识别装置在纹路识别过程中存在噪声干扰时,所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接地;
在所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接地时,判断所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度是否在第一阈值范围内;
若所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度在第一阈值范围内,则确定所述噪声来源于所述纹路识别装置的外部。
8.如权利要求7所述的噪声检测方法,其特征在于,在所述第一输入信号端和所述第二输入信号端均接所述参考信号端时,还包括:
若所述控制单元接收的所述模数转换器输出的数字信号的波动幅度超出所述第一阈值范围,则所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端;
在所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端时,判断所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度;
若所述数字信号的波动幅度在第二阈值范围内,则所述控制单元控制所述第一开关电路使所述第一输入信号端接所述参考信号端,所述第二输入信号端接地;
根据所述控制单元当前接收的所述数字信号的波动幅度,以及在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述纹路识别装置的参考信号源;其中所述参考信号源用于向所述参考信号端提供参考信号。
9.如权利要求8所述的噪声检测方法,其特征在于,根据所述控制单元当前接收的所述数字信号的波动幅度,以及在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度,确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述纹路识别装置的参考信号源,具体包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,超出在所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
则通过对所述参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述参考信号源。
10.如权利要求9所述的噪声检测方法,其特征在于,通过对所述参考信号源进行重新配置来确定在纹路识别过程中存在的噪声是否来源于所述参考信号源,具体包括:
所述控制单元对所述参考信号源进行重新配置,并记录配置次数;
判断所述配置次数是否小于K;K为大于1的整数;
若所述配置次数小于K,则判断所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度是否仍超出当所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度预设范围;
若仍超出,则所述控制单元对所述参考信号源重新配置,直到配置次数大于或等于N次,则确定所述噪声源于参考信号源损坏。
11.如权利要求8所述的噪声检测方法,其特征在于,在所述第一输入信号端接所述参考信号端,所述第二输入信号端接地时,还包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度,与所述第一输入信号端接地且所述第二输入信号端接所述参考信号端时接收的数字信号的波动幅度相比,差异在预设范围内,则所述控制单元保存错误代码以供用户分析。
12.如权利要求8所述的噪声检测方法,其特征在于,在所述第一输入信号端接地,所述第二输入信号端接所述参考信号端时;还包括:
若所述控制单元当前接收的数字信号的波动幅度超出所述第二阈值范围,则重启所述纹路识别装置,并记录重启次数;
判断在所述纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰;
若存在噪声干扰,则确定重启次数是否小于M;M为大于1的整数;
若重启次数小于M,则继续重启所述纹路识别装置,直至所述重启次数大于或等于M后,确定所述噪声源于所述纹路识别装置的电源。
13.如权利要求12所述的噪声检测方法,其特征在于,判断在所述纹路识别装置重启后在纹路识别过程中是否存在噪声干扰之后,还包括:
若不存在噪声,则确定所述噪声源于所述纹路识别装置的硬件运行错误。
14.如权利要求10所述的噪声检测方法,其特征在于,K=2。
15.如权利要求12所述的噪声检测方法,其特征在于,M=3。
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