指紋識別傳感器電路系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著集成電路的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的興起，生物識別技術(shù)在個(gè)人認(rèn)證中的應(yīng)用變得越來越重要、越來越廣泛了。其中指紋識別是眾多生物識別技術(shù)中發(fā)展最為成熟的技術(shù)，應(yīng)用也是最廣泛的現(xiàn)在。超聲波式指紋識別還處在研發(fā)階段，而射頻式只有少數(shù)廠家掌握，所以市場上的半導(dǎo)體指紋傳感器主要還是電容式的。電容式指紋傳感器兼具體積小、靈敏度高、仿假手指等優(yōu)點(diǎn)。
　　反饋電容式指紋識別相對于普通的電容式具有更高的靈敏度的優(yōu)點(diǎn)。本文主要是對反饋電容式指紋識別的模擬電路部

2、分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該傳感器的數(shù)字輸出為8位，將手指與芯片的距離量化為256個(gè)灰度值。
　　文章首先對指紋識別的種類和發(fā)展歷史作了簡要的介紹。緊接著，詳細(xì)地介紹了反饋電容式指紋識別的工作原理。在對電路模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)前，我們必須有一個(gè)問題需要解決。由于在電路模型中，手指和芯片形成的電容中存在邊緣電場電容，而該電容很難通過手工計(jì)算獲得。所以文章先利用ANSYS Maxwell軟件對手指芯片距離和電容的關(guān)系進(jìn)行了模擬。傳感器模擬部分主要分為采集

3、單元、可變增益放大器、8位Pipeline ADC、環(huán)形振蕩器和其他一些輔助電路?？紤]到面積原因，采集單元沒有采用運(yùn)算放大器，而是運(yùn)用共源共柵放大器結(jié)構(gòu)，增益在70dB以上?？勺冊鲆娣糯笃鞑捎梅答侂娮枋剑ㄟ^改變接入電路的電阻大小，從而改變電路增益，可變增益的范圍為1到2.4，步長為0.2。8位ADC采用Pipeline結(jié)構(gòu)，一共分為兩級，第一級4位，第二級5位，多的一位做數(shù)字校正用，采樣頻率為1MHz。環(huán)形振蕩器主要為系統(tǒng)提供時(shí)鐘，有