本申請涉及生物識別技術領域，尤其涉及一種電壓轉換裝置和指紋檢測系統(tǒng)。

背景技術：

隨著手機廠商對指紋模組放置在正面的需求和可靠性不斷提升，指紋芯片需要支持越來越高的蓋板厚度。部分手機廠商為了手機美觀及防水考慮，要求指紋芯片能夠支持隱式指紋(underglass)。由于手機電池電壓的限制，目前指紋芯片的供電電壓普遍在2.8-3.3v。而該電壓下使得電容式指紋芯片難以保證性能，有效地提升打碼電壓成為其性能的關鍵因素。

電容式指紋芯片一般使用電感式升壓電路來實現(xiàn)電壓提升，其特點在于通過電感和調(diào)制器件，利用電感的充放電過程，提升指紋芯片的電壓上。但是，由于其使用電感作為升壓器件，不能集成到集成電路中，同時電感由于尺寸的限制，不利于封裝到芯片里面，并且如果利用較多的電容，將導致集成電路的尺寸加大。

技術實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N電壓轉換裝置和指紋檢測系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)供電電壓浮地，提升現(xiàn)有指紋芯片的信號量，從而提升整個系統(tǒng)的可靠性。

第一方面，提供了一種電壓轉換裝置，該電壓轉換裝置包括：第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端、第一電容、第二電容、第一輸出端和第二輸出端，其中，該第一輸入端連接第一輸入電源，該第二輸入端連接第二輸入電源，該第三輸入端連接第三輸入電源，

在該電壓轉換裝置處于充電狀態(tài)時，該第一電容的第一端與該第一輸入端相連，該第一電容的第二端接地，該第二電容的第一端分別與該第二輸入端和該第一輸出端相連，該第二電容的第二端分別與該第二輸出端和地相連；

在該電壓轉換裝置處于第一放電狀態(tài)時，該第一電容的第二端與該第三輸入端相連，該第一電容的第一端分別與該第二輸出端和該第二電容的第二端相連，該第二電容的第一端與該第一輸出端相連；

在該電壓轉換裝置處于第二放電狀態(tài)時，該第一電容的第一端接地，該第一電容的第二端分別與該第一輸出端和該第二電容的第一端相連，該第二電容的第二端與該第二輸出端相連，該第三時刻在該第一時刻之后。

可選地，該電壓轉換裝置可以在第一時刻處于充電時刻，在第二時刻處于第一放電狀態(tài)，在第三時刻處于第二放電狀態(tài)。其中，該第二時刻和第三時刻在第一時刻之后，該第三時刻可以在第二時刻之前，該第三時刻還可以在第二時刻之后。

因此，本申請實施例的電壓轉換裝置，利用少量電容實現(xiàn)供電電壓浮地，提升指紋信號量，同時使得該電壓轉換裝置能夠較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中減小對外圍器件的依賴，提升整個系統(tǒng)的可靠性。

結合第一方面，在第一方面的一種實現(xiàn)方式中，該電壓轉換裝置還包括第一組開關、第二組開關和第三組開關，用于控制所述電壓轉換裝置在所述充電狀態(tài)、第一放電狀態(tài)和第二放電狀態(tài)進行切換。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，當僅閉合該第一組開關時，該電壓轉換裝置處于該充電狀態(tài)，當僅閉合該第二組開關時，該電壓轉換裝置處于該第一放電狀態(tài)。當僅閉合該第三組開關時，該電壓轉換裝置處于該第二放電狀態(tài)。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述第一組開關、所述第二組開關和所述第三組開關通過八個開關來實現(xiàn)，所述八個開關包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關、第七開關和第八開關。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，該第一電容的第一端分別與該八個開關中的第一開關、第二開關和第三開關的一端相連，該第一開關的另一端與該第一輸入電源相連，該第二開關的另一端接地，所述第三開關的另一端連接到所述第二輸出端，該第一電容的第二端分別與該八個開關中的第四開關、第五開關和第六開關的一端相連，該第四開關的另一端與該第三輸入電源相連，該第五開關的另一端接地，所述第六開關的另一端連接到所述第一輸出端，該第二電容的第一端分別與該八個開關中的第七開關的一端和第一輸出端相連，該第七開關的另一端與該第二輸入電源相連，該第二電容的第二端分別與第二輸出端和該八個開關中的第八開關的一端相連，該第八開關的另一端接地。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，該第一組開關包括該第一開關、該第五開關、該第七開關和該第八開關，該第二組開關包括該第三開關和該第四開關，該第三組開關包括該第二開關和該第六開關。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，該八個開關中的至少一個開關為金屬-氧化物-半導體場效應晶體管。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，該電壓轉換裝置還包括時序控制器，所述時序控制器用于控制所述第一組開關、所述第二組開關和所述第三組開關的開關狀態(tài)。

結合第一方面及其上述實現(xiàn)方式，在第一方面的另一種實現(xiàn)方式中，當該時序控制器輸出第一信號時，該電壓轉換裝置處于第一放電狀態(tài)，當該時序控制器輸出第二信號時，該電壓轉換裝置處于第二放電狀態(tài)。

因此，本申請實施例的電壓轉換裝置，利用少量電容實現(xiàn)供電電壓浮地，使得該電壓轉換裝置能夠較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中，可以用于為指紋芯片提升供電電壓，提升整個指紋芯片性能的同時減小對外圍器件的依賴，提升整個系統(tǒng)的可靠性。

第二方面，提供了一種指紋檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括指紋傳感器和第一方面以及第一方面的各個實現(xiàn)方式中的電壓轉換裝置，其中所述電壓轉換裝置連接到所述指紋傳感器，用于為所述指紋傳感器提供供電電壓。

結合第二方面，在第二方面的一種實現(xiàn)方式中，所述指紋傳感器包括傳感器電源端和傳感器地端，其中所述傳感器供電端連接到所述電壓轉換裝置的第一輸出端，所述傳感器地端連接到所述電壓轉換裝置的第二輸出端。

結合第二方面及其上述實現(xiàn)方式，在第二方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述指紋傳感器還包括傳感器電路、運算放大器和積分電容，所述傳感器電路用于采集指紋信息，且其連接到所述傳感器地端，并通過第一傳感器開關到連接到所述運算放大器的反相輸入端，同時通過第二傳感器開關連接到所述傳感器供電端；所述運算放大器的同相輸入端用于接收參考電壓；所述積分電容連接在所述運算放大器的輸出端和所述反相輸入端之間。

結合第二方面及其上述實現(xiàn)方式，在第二方面的另一種實現(xiàn)方式中，該指紋檢測系統(tǒng)還包括復位開關，所述復位開關連接在所述積分電容的兩端。

結合第二方面及其上述實現(xiàn)方式，在第二方面的另一種實現(xiàn)方式中，當所述電壓轉換裝置處于所述第一放電狀態(tài)時，所述第一傳感器開關閉合，而所述第二傳感器開關斷開；當所述電壓轉換裝置處于所述第二放電狀態(tài)時，所述第一傳感器開關斷開，而所述第二傳感器開關閉合。

第三方面，提供了一種檢測系統(tǒng)，該檢測系統(tǒng)包括傳感器和電壓轉換電路，所述電壓轉換電路連接到所述傳感器，用于為所述傳感器提供供電電壓；所述電壓轉換電路包括第一電容和第二電容，其中，所述第二電容兩端分別連接到所述電壓轉換電路的第一輸出端和第二輸出端；在充電完成之后，所述第一電容的兩端具有第一輸入電源的電壓，而所述第二電容的兩端具有第二輸入電源的電壓；所述第一電容用于在第一放電狀態(tài)下接收第三輸入電源的電壓并將所述第二輸出端的電壓提升至所述第一輸入電源和所述第三輸入電源的電壓和，并且在第二放電狀態(tài)下將所述第一輸出端的電壓拉低至第一輸入電源的負電壓；所述第二電容在所述第一放電狀態(tài)和所述第二放電狀態(tài)下其兩端維持所述第二輸入電源的電壓。

結合第三方面，在第三方面的一種實現(xiàn)方式中，所述傳感器包括傳感器電源端和傳感器地端，其中所述傳感器供電端連接到所述電壓轉換電路的第一輸出端，所述傳感器地端連接到所述電壓轉換電路的第二輸出端。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述傳感器還包括傳感器電路、運算放大器和積分電容，所述傳感器電路用于采集指紋信息，且其連接到所述傳感器地端，并通過第一傳感器開關到連接到所述運算放大器的反相輸入端，同時通過第二傳感器開關連接到所述傳感器供電端；所述運算放大器的同相輸入端用于接收參考電壓；所述積分電容連接在所述運算放大器的輸出端和所述反相輸入端之間。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，當所述電壓轉換電路處于所述第一放電狀態(tài)時，所述第一傳感器開關閉合，而所述第二傳感器開關斷開；當所述電壓轉換電路處于所述第二放電狀態(tài)時，所述第一傳感器開關斷開，而所述第二傳感器開關閉合。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述電壓轉換電路包括第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端，分別連接所述第一輸入電源、所述第二輸入電源和所述第三輸入電源；在所述電壓轉換電路處于充電狀態(tài)時，所述第一電容的第一端與所述第一輸入端相連，所述第一電容的第二端接地；所述第二電容的第一端分別與所述第二輸入端和所述第一輸出端相連，所述第二電容的第二端分別與所述第二輸出端和地相連；在所述電壓轉換電路處于第一放電狀態(tài)時，所述第一電容的第二端與所述第三輸入端相連，所述第一電容的第一端分別與所述第二輸出端和所述第二電容的第二端相連，所述第二電容的第一端與所述第一輸出端相連；在所述電壓轉換電路處于第二放電狀態(tài)時，所述第一電容的第一端接地，所述第一電容的第二端分別與所述第一輸出端和所述第二電容的第一端相連，所述第二電容的第二端與所述第二輸出端相連。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述電壓轉換電路還包括第一組開關、第二組開關和第三組開關，用于控制所述電壓轉換電路在所述充電狀態(tài)、第一放電狀態(tài)和第二放電狀態(tài)進行切換。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，當僅閉合所述第一組開關時，所述電壓轉換電路處于所述充電狀態(tài)；當僅閉合所述第二組開關時，所述電壓轉換電路處于所述第一放電狀態(tài)；當僅閉合所述第三組開關時，所述電壓轉換電路處于所述第二放電狀態(tài)。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述第一組開關、所述第二組開關和所述第三組開關通過八個開關來實現(xiàn)，所述八個開關包括第一開關、第二開關、第三開關、第四開關、第五開關、第六開關、第七開關和第八開關。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述第一電容的第一端分別與所述第一開關、所述第二開關和所述第三開關的一端相連，所述第一開關的另一端與所述第一輸入電源相連，所述第二開關的另一端接地，所述第三開關的另一端連接到所述第二輸出端；所述第一電容的第二端分別與所述第四開關、所述第五開關和所述第六開關的一端相連，所述第四開關的另一端與所述第三輸入電源相連，所述第五開關的另一端接地，所述第六開關的另一端連接到所述第一輸出端；所述第二電容的第一端分別與所述第七開關的一端和所述第一輸出端相連，所述第七開關的另一端與所述第二輸入電源相連；所述第二電容的第二端分別與所述第二輸出端和所述第八開關的一端相連，所述第八開關的另一端接地。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述第一組開關包括所述第一開關、所述第五開關、所述第七開關和所述第八開關；所述第二組開關包括所述第三開關和所述第四開關；所述第三組開關包括所述第二開關和所述第六開關。

結合第三方面及其上述實現(xiàn)方式，在第三方面的另一種實現(xiàn)方式中，所述電壓轉換電路還包括時序控制器，所述時序控制器用于控制所述第一組開關、所述第二組開關和所述第三組開關的開關狀態(tài)；其中，當所述時序控制器輸出第一信號時，所述電壓轉換電路處于第一放電狀態(tài)，當所述時序控制器輸出第二信號時，所述電壓轉換電路處于第二放電狀態(tài)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本申請實施例的電壓轉換裝置的示意圖。

圖2是根據(jù)本申請實施例的指紋芯片的示意圖。

圖3是根據(jù)本申請實施例的指紋檢測系統(tǒng)的示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖，對本申請實施例中的技術方案進行描述。

圖1示出了根據(jù)本申請實施例的電壓轉換裝置100的示意圖。具體地，該電壓轉換裝置100可以包括：三個輸入端、兩個電容和兩個輸出端，其中，三個輸入端分別為第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端，該三個輸入端分別連接一個輸入電源，例如，如圖1所示，第一輸入端連接第一輸入電源，即模擬電源avdd1，第二輸入端連接第二輸入電源avdd2，第三輸入端連接第三輸入電源avdd3，該三個輸入電源的電壓值可以相等；兩個電容分別為如圖1所示的第一電容c1和第二電容c2；兩個輸出端分別為如圖1所示的第一輸出端和第二輸出端。

在第一時刻，該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)，即為第一電容c1和第二電容c2充電。具體地，該第一電容c1的第一端與第一輸入端的第一輸入電源avdd1相連，該第一電容c1的第二端接地gnd；第二電容c2的第一端分別與第二輸入端的第二輸入電源avdd2和第一輸出端相連，第二電容c2的第二端分別與第二輸出端和地gnd相連。

在該充電狀態(tài)，第一電容c1充電后，第一端與第二端具有電壓差，該電壓差等于第一輸入電源avdd1的電壓；第二電容充電后，該第二電容c2的第一端和第二端具有電壓差，該電壓差等于第二輸入電源avdd2的電壓；第二輸出端接地gnd，則輸出電壓為零，第一輸出端輸出電壓為第二輸入電源avdd2的電壓。

在第二時刻，該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)，具體地，該第二時刻發(fā)生在第一時刻之后，即在第一電容c1和第二電容c2完成充電之后。在該第一放電狀態(tài)，該第一電容c1的第二端與第三輸入端的第三輸入電源avdd3相連，該第一電容c1的第一端分別與第二輸出端和第二電容c2的第二端相連，該第二電容c2的第一端與第一輸出端相連。

在該第一放電狀態(tài)，由于第一電容c1和第二電容c2經(jīng)過充電過程之后兩端具有電壓差，則第二輸出端的電壓值等于第三輸入端的第三輸入電源avdd3的電壓值與第一電容c1具有的電壓差之和，而第一電容兩端的電壓差等于第一輸入電源avdd1的電壓，因此第二輸出端的電壓值等于第三輸入電源avdd3的電壓值與第一輸入電源avdd1的電壓值之和。對應地，第一輸出端的電壓值等于第一輸入電源avdd1的電壓、第二輸入電源avdd2的電壓和第三輸入電源avdd3的電壓之和。當?shù)谝惠斎腚娫碼vdd1、第二輸入電源avdd2和第三輸入電源avdd3的電壓值相等時，例如均等于v，則在第一放電狀態(tài)，第一輸出端的電壓等于3v，第二輸出端的電壓等于2v。

在第三時刻，該電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)，具體的，該第三時刻發(fā)生在第一時刻之后，即在第一電容c1和第二電容c2完成充電之后。在該第二放電狀態(tài)，第一電容c1的第一端接地gnd，第一電容c1的第二端分別與第一輸出端和第二電容c2的第一端相連，該第二電容c2的第二端與第二輸出端相連。

可選地，該第三時刻可以在第二時刻之后，也可以在該第二時刻之前，本申請實施例并不限于此。

在該第二放電狀態(tài)，由于第一電容c1和第二電容c2經(jīng)過充電過程之后兩端具有電壓差，并且第一電容c1的第一端接地gnd，則第一輸出端的電壓等于負的第一電容c1的電壓，而第一電容c1兩端的電壓差等于第一輸入電源avdd1的電壓，因此，第一輸出端的電壓等于負的第一輸入電源avdd的電壓；對應地，第二輸出端的電壓等于負的第一輸入電源avdd1的電壓減去第二輸入電源avdd2的電壓。當?shù)谝惠斎腚娫碼vdd1和第二輸入電源avdd2的電壓值相等時，例如均等于v，則在第二放電狀態(tài)，第一輸出端的電壓等于-v，第二輸出端的電壓等于-2v。

因此，本申請實施例的電壓轉換裝置，利用少量電容實現(xiàn)供電電壓浮地，該電壓轉換裝置能夠較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中，可以用于為指紋芯片提升供電電壓，提升整個指紋芯片性能的同時減小對外圍器件的依賴，提升整個系統(tǒng)的可靠性。

作為一種實施例，該電壓轉換裝置100還可以包括三組開關，其中，第一組開關用于控制該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)，比如，當該三組開關中的第一組開關閉合時，使得該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)；第二組開關用于控制該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)，比如，當該三組開關中的第二組開關閉合時，使得該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)；第三組開關用于控制該電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)，比如，當該三組開關中的第三組開關閉合時，使得該電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)。

在本申請實施例中，如圖1所示，該電壓轉換裝置100可以具體包括八個開關，以下分別記為第一至第八開關ф1～ф8；即該電壓轉換裝置100的三組開關可以通過該八個開關ф1～ф8實現(xiàn)，從而控制該電壓轉換裝置100在充電狀態(tài)、第一放電狀態(tài)和第二放電狀態(tài)之間進行轉換。

具體地，如圖1所示，在該電壓轉換裝置100中，第一電容c1的第一端分別與該八個開關中的第一開關ф1、第二開關ф2和第三開關ф3的一端相連，該第一開關ф1的另一端與第一輸入端的第一輸入電源avdd1相連，該第二開關ф2的另一端接地gnd；第一電容c1的第二端分別與該八個開關中的第四開關ф4、第五開關ф5和第六開關ф6的一端相連，該第四開關ф4的另一端與第三輸入端的第三輸入電源avdd3相連，該第五開關ф5的另一端接地gnd。

第二電容c2的第一端分別與第六開關ф6的另一端、第七開關ф7的一端和第一輸出端相連，第七開關ф7的另一端與該第二輸入電源avdd2相相連；第二電容c2的第二端分別與第二輸出端、第三開關ф3的另一端和該八個開關中的第八開關ф8的一端相連，該第八開關ф8的另一端接地gnd。

應理解，如圖1所示，第一開關ф1、第五開關ф5、第七開關ф7和第八開關ф8屬于第一組開關，即僅該四個開關閉合時，該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)；第三開關ф3和第四開關ф4屬于第二組開關，即僅閉合該兩個開關時，該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)；第二開關ф2和第六開關ф6屬于第三組開關，即僅閉合該兩個開關時，該電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)。

可選地，該電壓轉換裝置100可以通過時序控制器控制各組開關的狀態(tài)。具體地，該電壓轉換裝置100可以包括時序控制器，當該時序控制器輸出第一信號時，該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)；當該時序控制器輸出第二信號時，該電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)；當該時序控制器不輸出信號時，或者輸出第三信號時，該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)，本申請實施例并不限于此。

在本申請實施例中，該電壓轉換裝置100可以用于轉換電壓，例如，可以用于將電壓轉換之后得到的輸出電壓提供給指紋芯片來作為指紋芯片的供電電壓。具體的，圖2示出了根據(jù)本申請實施例的指紋芯片200的示意圖。如圖2所示，該指紋芯片200具有指紋輸入端與第四輸入端，該指紋輸入端用于錄入指紋信息，例如圖2所示，在采集用戶指紋時，該用戶的手指按壓該指紋芯片以使得手指與該指紋輸入端相耦合；該第四輸入端可以與電壓轉換裝置100中的第一輸出端相連，即該第四輸入端的電壓值等于電壓轉換裝置100中的第一輸出端的電壓，或者，該第四輸入端還可以與其它指紋芯片的內(nèi)部電源相連，本申請實施例并不限于此。

具體地，該指紋芯片200還包括第九開關ф9、第十開關ф10、傳感器電路、積分電容cint和運算放大器，其中，該傳感器電路可以包括具有多個檢測電極的傳感器陣列，該檢測電極可以為像素(pixel)電極。所述第九開關ф9和所述第十開關ф10也可以分別成為所述指紋芯片200的第一傳感器開關和第二傳感器開關。在進行指紋識別時，例如2所示，該用戶將手指耦合到該指紋芯片200的指紋輸入端，傳感器電路可以采集并處理該用戶的指紋，可以將手指與傳感器電路中的檢測電極之間等效成指紋檢測電容cf，通過檢測該指紋檢測電容cf的電容，進而獲得用戶指紋信息。

具體地，指紋檢測電容cf與指紋芯片200中傳感器電路相連，該傳感器電路可以與電壓轉換裝置100中的第二輸出端相連，即電壓轉換裝置100中的第二輸出端連接該傳感器電路的參考地，使得該指紋芯片200的電壓值以第二輸出端的電壓作為參考電壓。該傳感器電路還分別與第九開關ф9和第十開關ф10的一端相連；第九開關ф9的另一端與該指紋芯片200的第四輸入端相連；第十開關ф10的另一端分別與積分電容cint的一端、運算放大器的反向輸入端相連；積分電容cint的另一端連接運算放大器的輸出端；運算放大器的同向輸入端可以連接一個供電裝置，使得該同向輸入端可以接收到參考電壓vcm。另外，該運算放大器的輸出端輸出電壓vout，可以通過電壓檢測模塊進行檢測；可選地，該指紋芯片200可以包括該電壓檢測模塊，用于檢測運算放大器的輸出端輸出電壓vout。

可選地，該指紋芯片200中的積分電容cint的兩端還可以連接復位開關reset，該復位開關reset用于在不需要進行指紋檢測時，閉合該復位開關reset，該指紋芯片200不工作。

可選地，可以通過時序控制器控制該指紋芯片200的第九開關ф9和第十開關ф10的開關狀態(tài)的切換，例如，該指紋芯片200可以包括該時序控制器，或該時序控制器也可以包含在該電壓轉換裝置100中。具體地，當該時序控制器輸出一種信號時，該第九開關ф9閉合，第十開關ф10斷開，當該時序控制器輸出另一種信號時，該第十開關ф10閉合，第九開關ф9斷開；當該時序控制器不輸出信號時，第九開關ф9和第十開關ф10均斷開。

在本申請實施例中，為了方便描述，下面以第一輸入電源avdd1、第二輸入電源avdd2以及第三輸入電源avdd3的電壓值均相等為例進行說明，并假設三個輸入電源的電壓值均為v。即在第一放電狀態(tài)，第一輸出端的電壓等于3v，第二輸出端的電壓等于2v；在第二放電狀態(tài)，第一輸出端的電壓等于-v，第二輸出端的電壓等于-2v。

在本申請實施例中，如圖2所示，當復位開關reset處于斷開狀態(tài)時，該指紋芯片200開始執(zhí)行指紋掃描。具體地，可以通過時序控制器的輸出的信號來控制第九開關ф9和第十開關ф10以及上述三組開關的通斷狀態(tài)；當時序控制器輸出低電平時，控制第九開關ф9閉合以及第十開關ф10斷開，且電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)，同時控制電壓轉換裝置100中的第二組開關閉合，即此時電壓轉換裝置100的第一輸出端的電壓等于3v，第二輸出端的電壓等于2v。相對應地，指紋芯片200的傳感器電路的參考電壓為2v，且以指紋芯片200的第四輸入端與電壓轉換裝置100中的第一輸出端相連為例，即該第四輸入端的輸入電壓為3v，則cf和cint上的電荷總數(shù)q＝3v*cf+(vcm-vout1)*cint，其中，cf表示指紋檢測電容的電容值，cint表示積分電容的電容值，vcm表示連接該運算放大器同向輸入端的供電裝置的電壓，vout1表示連接運算放大器輸出端的電壓檢測模塊當前測量的輸出電壓值。

類似的，當時序控制器輸出高電平時，控制第九開關ф9斷開以及第十開關ф10閉合，且電壓轉換裝置100處于第二放電狀態(tài)，即此時電壓轉換裝置100的第一輸出端的電壓等于-v，第二輸出端的電壓等于-2v。相對應地，指紋芯片200的傳感器電路的參考電壓為-2v，第四輸入端的輸入電壓為-v，則cf和cint上的電荷總數(shù)q＝(vcm-2v)*cf+(vcm-vout2)*cint，其中，vout2表示連接運算放大器輸出端的電壓檢測模塊在當前測量的輸出電壓值。

對于時序控制器輸出的不同電平，指紋檢測電容和積分電容的電荷總數(shù)相等，則可以得到一個時序控制周期該指紋芯片200輸出電壓的差值(vout2-vout1)＝(vcm-5v)*cf/cint，即cf的值可以通過電壓檢測模塊測量的電壓反應出來，而指紋的峰和脊可以通過cf的值的差異體現(xiàn)，從而輸出指紋形態(tài)。

可選地，在時序控制器從輸出低電平向輸出高電平轉換后，即時序控制器輸出高電平時，在斷開電壓轉換裝置100中的第二組開關以及指紋芯片200的第九開關ф9后，可以先閉合電壓轉換裝置100中的第一組開關，使得該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)，完成第一電容c1和第二電容c2的充電，再斷開第一組開關并閉合第三組開關，使得該電壓轉換裝置100處于第一放電狀態(tài)。由于該電壓轉換裝置100處于充電狀態(tài)的時間較短，因此可以減小或去除該階段。

傳統(tǒng)的指紋芯片一般以地端gnd為基準，而本申請實施例中，指紋芯片200以電壓轉換裝置100的第二輸出端為基準。具體地，傳統(tǒng)的指紋芯片的傳感器電路接地gnd，假設輸入電源的電壓為v，則通過時序控制器控制指紋芯片處于第一檢測狀態(tài)時，cf和cint上的電荷總數(shù)q＝v*cf+(vcm-vout1)*cint；通過時序控制器控制指紋芯片處于第二檢測狀態(tài)時，cf和cint上的電荷總數(shù)q＝vcm*cf+(vcm-vout2)*cint，則可以得到傳統(tǒng)的指紋芯片輸出電壓的差值(vout2-vout1)＝(vcm-v)*cf/cint。

因此，相對于不使用本申請實施例的電壓轉換裝置100進行電壓轉換的傳統(tǒng)的指紋芯片，本申請實施例可以使得電壓差值增大為原來的(vcm-5v)/(vcm-v)倍，一般情況下，vcm可以為0.5v，則信號量增大了8倍。

因此，本申請實施例的電壓轉換的裝置，利用少量電容實現(xiàn)供電電壓浮地，該電壓轉換裝置無需采用電感作為升壓元件，能夠較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中，可以用于為指紋芯片提升供電電壓，提升整個指紋芯片性能的同時減小對外圍器件的依賴，提升整個系統(tǒng)的可靠性。

在本申請實施例中，該電壓轉換裝置可以較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中，即可以集成到指紋芯片中，因此，圖3示出了根據(jù)本申請實施例的指紋檢測系統(tǒng)的示意圖。

如圖3所示，該指紋檢測系統(tǒng)包括電壓轉換裝置和指紋傳感器，其中，虛線框內(nèi)的電壓轉換裝置可以對應本申請實施例的電壓轉換裝置100，即電壓轉換裝置100中的八個開關，可以通過金屬(metal)-氧化物(oxide)-半導體(semiconductor)場效應晶體管(mos管)實現(xiàn)，如圖3中的q1-q8為八個mos管，該八個mos管可以使該裝置處于不同狀態(tài)。圖3系統(tǒng)中的指紋傳感器可對應圖2中的指紋芯片200。在圖3中，虛線框內(nèi)的savdd端對應圖1中電壓轉換裝置100的第一輸出端，虛線框內(nèi)的sgnd端對應圖1中電壓轉換裝置100的第二輸出端。所述指紋傳感器包括傳感器供電端和傳感器地端，所述傳感器供電端和所述傳感器地端可以分別連接到所述電壓轉換裝置100的第一輸出端(即圖3的savdd)和第二輸出端(即圖3的sgnd)。

具體地，當電壓轉換裝置需要工作在充電狀態(tài)時，即令整個指紋檢測系統(tǒng)工作在s1階段，通過時序控制器控制第一信號線s1輸出高電平，第二信號線s2和第三信號線s3輸出低電平，此時第一mos管q1、第四mos管q4、第八mos管q8、第六mos管q6導通，其他mos管截止，第一電容c1和第二電容c2電容充電并存儲電荷，指紋傳感器的傳感器電源端和傳感器地端所連接到供電電源線savdd、sgnd分別與主控的供電電源線avdd、gnd直接相連，即savdd端輸出電壓等于avdd的電壓值，sgnd端接地gnd，此時指紋傳感器可以通過savdd端和sgnd端供電。

當電壓轉換裝置需要工作在第一放電狀態(tài)時，即令整個指紋檢測系統(tǒng)工作在s2階段時，通過時序控制器控制第二信號線s2輸出高電平，第一信號線s1和第三信號線s3輸出低電平，此時第三mos管q3導通，由于第一電容c1的電荷不能突變，將導致第一電容c1與第二mos管q2的源級連接的一端電平變?yōu)?avdd，第二mos管q2自動導通，其他mos管處于關閉狀態(tài)，使sgnd電平變?yōu)?avdd，savdd電平變?yōu)?avdd，即此時指紋傳感器可以通過savdd端的2avdd和sgnd端的3avdd供電。

當電壓轉換裝置需要工作在第二放電狀態(tài)時，即令整個指紋檢測系統(tǒng)工作在s3階段時，通過時序控制器控制第三信號線s3輸出高電平，第一信號線s1和第二信號線s2輸出低電平，此時第五mos管q5導通，由于第一電容c1的電荷不能突變，將導致第一電容c1與第七mos管q7的源級連接的一端電平變?yōu)?avdd，第七mos管q7自動導通，其他mos管處于關閉狀態(tài)，使savdd電平變?yōu)?avdd，sgnd電平變?yōu)?2avdd，即此時指紋傳感器可以通過savdd端的-avdd和sgnd端的-2avdd供電。

因此，本申請實施例的指紋檢測系統(tǒng)，包括電壓轉換裝置，可以利用少量電容實現(xiàn)供電電壓浮地，該電壓轉換裝置能夠較好地集成到電路里面或者封裝到芯片中，在該指紋檢測系統(tǒng)中，可以用于為指紋傳感器提升供電電壓，提升整個指紋檢測系統(tǒng)性能的同時減小對外圍器件的依賴，提升整個系統(tǒng)的可靠性。

本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本申請的范圍。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)、裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的系統(tǒng)、裝置和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結合或者可以集成到另一個系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網(wǎng)絡單元上?？梢愿鶕?jù)實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現(xiàn)本實施例方案的目的。

另外，在本申請各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中?；谶@樣的理解，本申請的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬盤、只讀存儲器(rom，read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述，僅為本申請的具體實施方式，但本申請的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本申請揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內(nèi)。因此，本申請的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。