CN110096931B - 传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备，通过在传感器单元中增加一数字控制信号，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

Description

传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备。

背景技术

随着科技的不断发展，用户对安全性能的要求也越来越高，生物识别凭借其生物特征的独有性得到了快速的发展。

其中，指纹识别作为生物识别的一个主要分支，目前，指纹识别是通过指纹识别芯片实现，如图1所示，该指纹识别芯片10包括传感器阵列100以及外围电路，外围电路包括模拟前端电路120(以下简称：AFE电路)、模数转换电路130(以下简称：ADC电路)、定址电路210(以下简称：XY Decoder)、数字控制电路220(以下简称：Digital control)、MCU电路230以及静态存储电路300(以下简称：SRAM电路)。其中，传感器阵列100包括呈阵列排布的多个传感器单元110，每个传感器单元110感测其电容变化值来进行指纹图像的获取。

目前通常采用增加传感器单元的扫描次数，以取得平均值的方式来提高指纹识别的准确性，然而增加扫描次数势必会导致指纹识别的总时间的增加，用户体验差。

综上，如何提供一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备，能够在不增加扫描次数的同时，提高指纹识别的准确度是本领域技术人员希望持续改善的一大技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备，通过在传感器单元中增加一数字控制信号，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种传感器单元，应用于指纹识别芯片，包括：指纹感测电极以及指纹感测电路；

所述指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路、第一开关、第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一子开关以及第二子开关，所述第二开关组包括第一子开关以及第二子开关；

所述差分放大电路的第一输入端连接所述指纹感测电极，并作为所述指纹感测电路的第一输入端，所述差分放大电路的第二输入端与所述参考电压输入端连通，作为所述指纹感测电路的第二输入端，所述差分放大电路的第一输出端通过所述第一开关组中的所述第一子开关作为所述指纹感测电路的第一输出端，所述差分放大电路的第一输出端通过所述第一开关组中的所述第二子开关作为所述指纹感测电路的第二输出端，所述差分放大电路的第二输出端通过所述第二开关组中的所述第一子开关作为所述指纹感测电路的第三输出端，所述差分放大电路的第二输出端通过所述第二开关组中的所述第二子开关作为所述指纹感测电路的第四输出端；

所述第一开关根据接收到的定址信号控制所述差分放大电路的启动，所述第一子开关以及所述第二子开关根据接收到的预设数字控制信号控制所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

可选的，所述第一子开关为高电平导通开关，所述第二子开关为低电平导通开关；

或，

所述第一子开关为低电平导通开关，且所述第二子开关为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为低电平导通开关。

一种指纹识别方法，应用于包括传感器阵列的指纹识别芯片，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如上述的传感器单元；

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数；

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

可选的，所述扫描周期包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段；

在第一时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号均为高电平，以控制四个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端均连接至所述第一数据线，且所述差分放大电路的所述第二输出端均连接至所述第二数据线；

在第二时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线；

在第三时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第三组数字控制信号，所述第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线；

在第四时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第四组数字控制信号，所述第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线。

一种指纹识别芯片，包括传感器阵列，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如上述的传感器单元，所述指纹识别芯片还包括：控制模块，用于以预设扫描周期对所述传感器阵列输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段。

可选的，所述控制模块具体用于：

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

一种传感器单元，应用于指纹识别芯片，包括：指纹感测电极以及指纹感测电路；

所述指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路、第一开关、第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一子开关以及第二子开关，所述第二开关组包括第一子开关以及第二子开关；

所述差分放大电路的第一输入端通过所述第一开关组中的所述第一子开关连接所述指纹感测电极，所述差分放大电路的第一输入端通过所述第一开关组中的所述第二子开关连接第一预设信号端，且与所述参考电压输入端连通，并作为所述指纹感测电路的第一输入端，所述差分放大电路的第二输入端通过所述第二开关组中的所述第二子开关连接所述指纹感测电极，且所述差分放大电路的第二输入端通过所述第二开关组中的所述第一子开关连接所述第一预设信号端，与所述参考电压输入端连通，且作为所述指纹感测电路的第二输入端，所述差分放大电路的第一输出端作为所述指纹感测电路的第一输出端，所述差分放大电路的第二输出端作为所述指纹感测电路的第二输出端；

所述第一开关根据接收到的定址信号控制所述差分放大电路的启动，所述第一子开关以及所述第二子开关根据接收到的预设数字控制信号控制所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端的信号输入方向。

可选的，所述第一子开关为高电平导通开关，所述第二子开关为低电平导通开关；

或，

所述第一子开关为低电平导通开关，且所述第二子开关为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为低电平导通开关。

一种指纹识别方法，应用于包括传感器阵列的指纹识别芯片，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如上述的传感器单元；

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数；

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

可选的，所述扫描周期包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段；

在第一时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号均为高电平，以控制四个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端均连接至所述指纹感测电极，且所述差分放大电路的所述第二输入端均连接至所述第一预设信号端；

在第二时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述差分放大电路的所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，控制四个所述传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述差分放大电路的所述第二输入端连接至所述指纹感测电极；

在第三时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第三组数字控制信号，所述第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，所述传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述第二输入端连接至所述指纹感测电极；

在第四时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第四组数字控制信号，所述第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述第二输入端连接至所述指纹感测电极。

一种指纹识别芯片，包括传感器阵列，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如上述的传感器单元，所述指纹识别芯片还包括：

控制模块，用于以预设扫描周期对所述传感器阵列输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段。

可选的，所述控制模块具体用于：

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

一种电子设备，包括电子设备本体以及上述的指纹识别芯片。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明提供了一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备，通过在传感器单元中增加一数字控制信号，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中指纹识别芯片的电路模块图；

图2为现有技术中指纹识别芯片常用的传感器单元的电路模块图；

图3为本发明实施例提供的一种传感器单元的电路结构图；

图4为本发明实施例提供的一种指纹识别芯片的电路模块图；

图5为本发明实施例提供的一种指纹识别方法的控制信号示意图；

图6为本发明实施例提供的一种传感器单元的又一电路结构图；

图7为本发明实施例提供的一种指纹识别方法的又一控制信号示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合背景技术可知，现有的指纹识别芯片的结构如图1所示，该指纹识别芯片10包括传感器阵列100以及外围电路，外围电路包括AFE电路120、ADC电路130、定址电路210、数字控制电路220、MCU电路230以及SRAM电路300，其中，传感器阵列100包括呈阵列排布的多个传感器单元110，多个传感器单元110的感测电极处于指纹识别芯片10的表面。

现有技术中，为考虑整个指纹传感系统的整体识别时间，通常会在同一时刻，选定多个传感器单元进行分时驱动，如图1中定址电路210选定8个传感器单元110进行驱动，每个传感器单元110将感应到的信号分别传输至8个AFE电路进行数据处理。具体的，每个传感器单元的结构示意图如图2所示，包括指纹感测电极60以及指纹感测电路61，该指纹感测电路61包括参考电压输入端、差分放大电路20以及第一开关13。

然而，目前扫描一次指纹的输出结果的准确性较低，因此通过增加传感器单元的扫描次数，以取得平均值的方式来保证指纹识别的准确性。但增加扫描次数势必会导致指纹识别的总时间的增加，用户体验差。

基于此，如图3所示，本发明实施例提供了一种传感器单元110，应用于指纹识别芯片，传感器单元110包括：指纹感测电极60以及指纹感测电路。

其中，指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路20、第一开关13、第一开关组以及第二开关组，其中，第一开关组包括第一子开关a以及第二子开关b，第二开关组包括第一子开关a以及第二子开关b。

具体的，差分放大电路20的第一输入端11连接指纹感测电极60，并作为指纹感测电路的第一输入端，差分放大电路20的第二输入端12与参考电压输入端连通，且作为指纹感测电路的第二输入端，差分放大电路的第一输出端21通过第一开关组中的第一子开关a作为指纹感测电路的第一输出端，差分放大电路的第一输出端21通过第一开关组中的第二子开关b作为指纹感测电路的第二输出端，差分放大电路的第二输出端22通过第二开关组中的第一子开关a作为指纹感测电路的第三输出端，差分放大电路的第二输出端22通过第二开关组中的第二子开关b作为指纹感测电路的第四输出端。

除此，第一开关13根据接收到的定址信号XY控制差分放大电路20的启动，第一子开关a以及第二子开关b根据接收到的预设数字控制信号61控制差分放大电路20的第一输出端21以及第二输出端22与第一数据线51.1或第二数据线52.1电信号连接。

在本实施例中，第一子开关a与第二子开关b的触发信号可以互为反相，即当第一子开关a为高电平导通开关时，第二子开关b为低电平导通开关。或，当第一子开关a为低电平导通开关，第二子开关b为高电平导通开关。此时，第一子开关a以及第二子开关b均由预设数字控制信号61控制。

除此，本实施例中，第一子开关a以及第二子开关b均为高电平导通开关，或第一子开关a以及第二子开关b均为低电平导通开关。此时，第一子开关a由预设数字控制信号61控制，第二子开关b由与预设控制信号61互为反相的控制信号61’控制，以保证第一子开关a以及第二子开关b不同时导通。

除此，本实施例还可以将第一开关组设置在差分放大电路20的输入侧，请参见图6，图6中的传感器单元，应用于指纹识别芯片，包括：指纹感测电极60以及指纹感测电路。其中，指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路20、第一开关13、第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一子开关a以及第二子开关b，所述第二开关组包括第一子开关a以及第二子开关b。

具体的，差分放大电路20的第一输入端通过第一开关组中的第一子开关a连接指纹感测电极60，差分放大电路的第一输入端通过第一开关组中的第二子开关连接第一预设信号端12，且与参考电压输入端连通，并作为指纹感测电路的第一输入端，差分放大电路的第二输入端通过第二开关组中的第二子开关b连接指纹感测电极60，且差分放大电路的第二输入端通过第二开关组中的第一子开关a连接第一预设信号端12，与参考电压输入端连通，且作为指纹感测电路的第二输入端，差分放大电路的第一输出端21作为指纹感测电路的第一输出端，差分放大电路的第二输出端22作为指纹感测电路的第二输出端；

在该电路中，第一开关13根据接收到的定址信号XY控制差分放大电路20的启动，第一子开关a以及第二子开关b根据接收到的预设数字控制信号61控制差分放大电路20的第一输入端21以及第二输入端22的信号输入方向。

同样，在本实施例中，第一子开关a和第二子开关b的控制信号互为反相，即，当第一子开关a为高电平导通开关，第二子开关b为低电平导通开关。或者，当第一子开关a为低电平导通开关时，第二子开关b为高电平导通开关。此时，第一子开关a以及第二子开关b均由预设数字控制信号61控制。

除此，第一子开关a以及第二子开关b还可以均为高电平导通开关，或第一子开关a以及第二子开关b均为低电平导通开关。此时，第一子开关a由预设数字控制信号61控制，第二子开关b由与预设控制信号61互为反相的控制信号61’控制，以保证第一子开关a以及第二子开关b不同时导通。

本实施例通过在差分放大电路20的输入端或输出端增设第一开关组与第二开关组，然后配合控制方法，使得多个传感器单元同时输入信号，并同时读取各传感器单元的输出信号，进行数序运算，进而实现对指纹较为准确的识别。

实施例一

具体的，基于图3所示的传感器单元的结构示意图，本实施例提供的指纹识别方法，应用于传感器阵列，传感器阵列包括呈阵列排布的多个如图3所示的传感器单元。

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数。

在第一时序段，对传感器阵列中M个传感器单元输出第一组数字控制信号，第一组数字控制信号用于控制M个传感器单元中的差分放大电路的第一输出端以及第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第二时序段，对传感器阵列中M个传感器单元输出第二组数字控制信号，第二组数字控制信号用于控制M个传感器单元中的差分放大电路的第一输出端以及第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

需要说明的是，在本实施例中，优选的方案为选取N＝M，例如，选取M＝4后，设定N也等于4，当然，N还可以选取为大于等于M的任意值，如选取N＝6，那么此时只需要选用6个时序中的4个数据即可，其余两个数据进行舍弃处理。

具体的，基于Walsh Hadamard Sequence数据理论，假定扫描周期包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段。

则在第一时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第一组数字控制信号，第一组数字控制信号均为高电平(1111)，以控制四个传感器单元中的差分放大电路的第一输出端均连接至第一数据线，且差分放大电路的第二输出端均连接至第二数据线；

在第二时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第二组数字控制信号，第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平(1-11-1)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第一数据线，第二输出端连接至第二数据线，传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第二数据线，第二输出端连接至第一数据线；

在第三时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第三组数字控制信号，第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平(11-1-1)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第一数据线，第二输出端连接至第二数据线，传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第二数据线，第二输出端连接至第一数据线；

在第四时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第四组数字控制信号，第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平(1-1-11)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第一数据线，第二输出端连接至第二数据线，传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的差分放大电路的第一输出端连接至第二数据线，第二输出端连接至第一数据线。

具体的，结合图4，以一具体实例进行说明，如下：

定址电路210在同一时刻同时选定4*8的传感器单元阵列，其中，横向的8个传感器单元分别通过8个指纹感测电路进行指纹的感测。纵向的4个传感器单元在现有技术中，需要通过四个扫描周期依次进行扫描，而本实施例中，同时对纵向的4个传感器单元进行扫描，此时，同一数据线上获取到的数据信号为4个传感器单元输出的信号的叠加，那么，在后续的信号处理中，需要对该叠加信号进行区分，以进行数据读取。

发明人因此对每一横行的传感器单元共同增设一条读取走线(图3中的50.1以及50.2)，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

其中，当读取走线上的控制信号为1时，设定读取走线上的电压为高电平(High)，此时第一子开关导通，此时，第一数据线51.1与第二数据线52.1上的每个传感器单元输出的电流ΔI＝I(21)-I(22)＝gm(V11-V12)＝gm×Vs1。当读取走线上的控制信号为-1时，设定读取走线上的电压为低电平(Low)，此时第二子开关导通，此时ΔI＝I(22)-I(21)＝-gm(V11-V12)＝-gm×Vs1。其中，Vs1为指纹感测电极60感测到的信号量。

当图3所示传感器单元上依次按照图5中的数字控制信号进行输入时，在T1时序段，数据线上接收到的信号Y1＝A(Vs1+Vs2+Vs3+Vs4)。在T2时序段，数据线上接收到的信号Y2＝A(Vs1-Vs2+Vs3-Vs4)，在T3时序段，数据线上接收到的信号Y3＝A(Vs1+Vs2-Vs3-Vs4)，在T4时序段，数据线上接收到的信号Y4＝A(Vs1-Vs2-Vs3+Vs4)。

然后对上述数据线上循序接收到的信号进行数学运算，得出

Y1+Y2+Y3+Y4＝4A×Vs1

Y1-Y2+Y3-Y4＝4A×Vs2

Y1+Y2-Y3-Y4＝4A×Vs3

Y1-Y2-Y3+Y4＝4A×Vs4

可见，本实施例在4个时序段，即可实现4次累加效果，而现有技术需要扫描16个时序段，才能实现该扫描效果，即，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

除此，发明人还考虑到每个传感器单元中差分放大电路20会存在失调电压的情况，因此，将本实施例提供的指纹识别方法进行进一步推导，即，针对一个传感器单元，当读取走线上的控制信号为1时，设定读取走线上的电压V(50.1)为高电平(High)，此时第一子开关a导通，此时，第一数据线51.1与第二数据线52.1上的每个传感器单元输出的电流ΔI＝I(21)-I(22)＝gm(V11-V12)＝gm(Vs1+vos1)。当读取走线上的控制信号为-1时，设定读取走线上的电压V(50.1)为低电平(Low)，此时第二子开关b导通，此时ΔI＝I(22)-I(21)＝-gm(V11-V12)＝-gm(Vs1+vos1)。其中，Vs1为指纹感测电极60感测到的信号量，vos1为传感器单元中的失调电压(Offset Voltage)。

当图3所示传感器单元上依次按照图5中的数字控制信号进行输入时，在T1时序段，数据线上接收到的信号Y1＝A(Vs1+vos1+Vs2+vos2+Vs3+vos3+Vs4+vos4)。在T2时序段，数据线上接收到的信号Y2＝A(Vs1+vos1-Vs2-vos2+Vs3+vos3-Vs4-vos4)，在T3时序段，数据线上接收到的信号Y3＝A(Vs1+vos1+Vs2+vos2-Vs3-vos3-Vs4-vos4)，在T4时序段，数据线上接收到的信号Y4＝A(Vs1+vos1-Vs2-vos2-Vs3-vos3+Vs4+vos4)。

然后对上述数据线上的接收信号进行数学运算，得出

Y1+Y2+Y3+Y4＝4A×(Vs1+vos1)

Y1-Y2+Y3-Y4＝4A×(Vs2+vos2)

Y1+Y2-Y3-Y4＝4A×(Vs3+vos3)

Y1-Y2-Y3+Y4＝4A×(Vs4+vos4)

可见，此时失调电压vos将被视为信号的一部分，并不会造成更大的误差，即，累加放大后的失调电压vos可能更容易进行校正。

实施例二

请参阅图6，图6为将第一开关组以及第二开关组设置在差分放大电路20的输入侧的电路结构示意图，基于该结构，本实施例提供了一种指纹识别方法，应用于传感器阵列，传感器阵列包括呈阵列排布的多个上述的传感器单元。

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数。

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

具体的，扫描周期优选的包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段；

则在第一时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第一组数字控制信号，第一组数字控制信号均为高电平(1111)，以控制四个传感器单元中的差分放大电路的第一输入端均连接至指纹感测电极，且差分放大电路的第二输入端均连接至第一预设信号端；

在第二时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第二组数字控制信号，第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平(1-11-1)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至指纹感测电极，差分放大电路的第二输入端连接至第一预设信号端，控制四个传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至第一预设信号端，差分放大电路的第二输入端连接至指纹感测电极；

在第三时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第三组数字控制信号，第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平(11-1-1)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至指纹感测电极，第二输入端连接至第一预设信号端，传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至第一预设信号端，第二输入端连接至指纹感测电极；

在第四时序段，对传感器阵列中四个传感器单元输出第四组数字控制信号，第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平(1-1-11)，以控制四个传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至指纹感测电极，第二输入端连接至第一预设信号端，传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的差分放大电路的第一输入端连接至第一预设信号端，第二输入端连接至指纹感测电极。

具体的，结合图4，以一具体实例进行说明，如下：

定址电路210在同一时刻同时选定4*8的传感器单元阵列，其中，横向的8个传感器单元分别通过8个指纹感测电路进行指纹的感测。纵向的4个传感器单元在现有技术中，需要通过四个扫描周期依次进行扫描，而本实施例中，同时对纵向的4个传感器单元进行扫描，此时，同一数据线上获取到的数据信号为4个传感器单元输出的信号的叠加，那么，在后续的信号处理中，需要对该叠加信号进行区分，以进行数据读取。

本实施例对每一横行的传感器单元共同增设一条读取走线(图6中的50.1以及50.2)，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

其中，当读取走线上的控制信号为1时，设定读取走线上的电压为高电平(High)，此时第一子开关导通，此时，第一数据线51.1与第二数据线52.1上的每个传感器单元输出的电流ΔI＝I(21)-I(22)＝gm(V11-V12)＝gm×Vs1。当读取走线上的控制信号为-1时，设定读取走线上的电压为低电平(Low)，此时第二子开关导通，此时ΔI＝I(22)-I(21)＝-gm(V11-V12)＝-gm×Vs1。其中，Vs1为指纹感测电极60感测到的信号量。

当图6所示传感器单元上依次按照图7中的数字控制信号进行输入时，在T1时序段，数据线上接收到的信号Y1＝A(Vs1+Vs2+Vs3+Vs4)。在T2时序段，数据线上接收到的信号Y2＝A(Vs1-Vs2+Vs3-Vs4)，在T3时序段，数据线上接收到的信号Y3＝A(Vs1+Vs2-Vs3-Vs4)，在T4时序段，数据线上接收到的信号Y4＝A(Vs1-Vs2-Vs3+Vs4)。

然后对上述数据线上的接收信号进行数学运算，得出

Y1+Y2+Y3+Y4＝4A×Vs1

Y1-Y2+Y3-Y4＝4A×Vs2

Y1+Y2-Y3-Y4＝4A×Vs3

Y1-Y2-Y3+Y4＝4A×Vs4

可见，本实施例在4个时序段，即可实现4次累加效果，而现有技术需要扫描16个时序段，才能实现该扫描效果，即，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

同理，针对传感器单元包括失调电压的情况下，可以得到：

Y1+Y2+Y3+Y4＝4A×(Vs1+vos1)

Y1-Y2+Y3-Y4＝4A×(Vs2+vos2)

Y1+Y2-Y3-Y4＝4A×(Vs3+vos3)

Y1-Y2-Y3+Y4＝4A×(Vs4+vos4)

为了进一步消除vos，发明人将增加了时序段T5-T8，其中，T5-T8与T1-T4中的信号互反，具体为：

在T1时序段，Y1＝A(Vs1+vos1+Vs2+vos2+Vs3+vos3+Vs4+vos4)

在T2时序段，Y2＝A(Vs1+vos1-Vs2+vos2+Vs3+vos3-Vs4+vos4)

在T3时序段，Y3＝A(Vs1+vos1+Vs2+vos2-Vs3+vos3-Vs4+vos4)

在T4时序段，Y4＝A(Vs1+vos1-Vs2+vos2-Vs3+vos3+Vs4+vos4)

在T5时序段，Y5＝A(-Vs1+vos1-Vs2+vos2-Vs3+vos3-Vs4+vos4)

在T6时序段，Y6＝A(-Vs1+vos1+Vs2+vos2-Vs3+vos3+Vs4+vos4)

在T7时序段，Y7＝A(-Vs1+vos1-Vs2+vos2+Vs3+vos3+Vs4+vos4)

在T8时序段，Y8＝A(-Vs1+vos1+Vs2+vos2+Vs3+vos3-Vs4+vos4)

然后对上式进行运算，得到：

Y1'＝Y1-Y5＝2A(Vs1+Vs2+Vs3+Vs4)

Y2'＝Y2-Y6＝2A(Vs1-Vs2+Vs3-Vs4)

Y3'＝Y3-Y7＝2A(Vs1+Vs2-Vs3-Vs4)

Y4'＝Y4-Y8＝2A(Vs1-Vs2-Vs3+Vs4)

再进一步计算得到：

Y1'+Y2'+Y3'+Y4'＝8A×Vs1

Y1'-Y2'+Y3'-Y4'＝8A×Vs2

Y1'+Y2'-Y3'-Y4'＝8A×Vs3

Y1'-Y2'-Y3'+Y4'＝8A×Vs4

可见，将第一开关组设置在差分放大电路20的输入侧，能够消除vos对传感器单元的影响。并且本实施例在8个时序段，即可实现8次累加效果，而现有技术需要扫描32个时序段，才能实现该扫描效果，即，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

下面对本申请实施例提供的指纹识别芯片进行介绍，下文描述的指纹识别芯片与上文中的指纹识别方法相互对应参照。具体的，该指纹识别芯片，包括传感器阵列，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个上述的传感器单元，其中，需要说明的是，该传感器单元可以是上述实施例一中或实施例二中提供的传感器单元，除此，所述指纹识别芯片还包括：

控制模块，用于以预设扫描周期对所述传感器阵列输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段。其中，所述控制模块具体可以为提供数字控制信号的数字电路。

具体的，控制模块具体用于：

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括上述的指纹传感芯片。其中，本文中的电子设备可以是PC、PAD、手机、可穿戴电子设备等具有指纹识别功能的电子设备。

综上，本发明提供了一种传感器单元、指纹识别方法、指纹识别芯片及电子设备，通过在传感器单元中增加一数字控制信号，以控制传感器单元的电流输出方向，使得多个传感器单元同时输出电流信号，并通过预定的运算规则计算出各传感器单元受感应的信号量，相比于现有技术，在相同的扫描次数的条件下，可达到多次扫描求平均值的感测效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种传感器单元，其特征在于，应用于指纹识别芯片，包括：指纹感测电极以及指纹感测电路；

所述指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路、第一开关、第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一子开关以及第二子开关，所述第二开关组包括第一子开关以及第二子开关；

所述差分放大电路的第一输入端连接所述指纹感测电极，并作为所述指纹感测电路的第一输入端，所述差分放大电路的第二输入端与所述参考电压输入端连通，作为所述指纹感测电路的第二输入端，所述差分放大电路的第一输出端通过所述第一开关组中的所述第一子开关作为所述指纹感测电路的第一输出端，所述差分放大电路的第一输出端通过所述第一开关组中的所述第二子开关作为所述指纹感测电路的第二输出端，所述差分放大电路的第二输出端通过所述第二开关组中的所述第一子开关作为所述指纹感测电路的第三输出端，所述差分放大电路的第二输出端通过所述第二开关组中的所述第二子开关作为所述指纹感测电路的第四输出端；

所述第一开关根据接收到的定址信号控制所述差分放大电路的启动，所述第一子开关以及所述第二子开关根据接收到的预设数字控制信号控制所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

2.根据权利要求1所述的传感器单元，其特征在于，所述第一子开关为高电平导通开关，所述第二子开关为低电平导通开关；

或，

所述第一子开关为低电平导通开关，且所述第二子开关为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为低电平导通开关。

3.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于包括传感器阵列的指纹识别芯片，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如权利要求1-2中任意一项所述的传感器单元；

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数；

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

4.根据权利要求3所述的指纹识别方法，其特征在于，所述扫描周期包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段；

在第一时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号均为高电平，以控制四个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端均连接至所述第一数据线，且所述差分放大电路的所述第二输出端均连接至所述第二数据线；

在第二时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线；

在第三时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第三组数字控制信号，所述第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线；

在第四时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第四组数字控制信号，所述第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第一数据线，所述第二输出端连接至所述第二数据线，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端连接至所述第二数据线，所述第二输出端连接至所述第一数据线。

5.一种指纹识别芯片，其特征在于，包括传感器阵列，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如权利要求1-2中任意一项所述的传感器单元，所述指纹识别芯片还包括：

控制模块，用于以预设扫描周期对所述传感器阵列输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段。

6.根据权利要求5所述的指纹识别芯片，其特征在于，所述控制模块具体用于：

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输出端以及所述第二输出端与第一数据线或第二数据线电信号连接。

7.一种传感器单元，其特征在于，应用于指纹识别芯片，包括：指纹感测电极以及指纹感测电路；

所述指纹感测电路包括参考电压输入端、差分放大电路、第一开关、第一开关组以及第二开关组，所述第一开关组包括第一子开关以及第二子开关，所述第二开关组包括第一子开关以及第二子开关；

所述差分放大电路的第一输入端通过所述第一开关组中的所述第一子开关连接所述指纹感测电极，所述差分放大电路的第一输入端通过所述第一开关组中的所述第二子开关连接第一预设信号端，且与所述参考电压输入端连通，并作为所述指纹感测电路的第一输入端，所述差分放大电路的第二输入端通过所述第二开关组中的所述第二子开关连接所述指纹感测电极，且所述差分放大电路的第二输入端通过所述第二开关组中的所述第一子开关连接所述第一预设信号端，与所述参考电压输入端连通，且作为所述指纹感测电路的第二输入端，所述差分放大电路的第一输出端作为所述指纹感测电路的第一输出端，所述差分放大电路的第二输出端作为所述指纹感测电路的第二输出端；

所述第一开关根据接收到的定址信号控制所述差分放大电路的启动，所述第一子开关以及所述第二子开关根据接收到的预设数字控制信号控制所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端的信号输入方向。

8.根据权利要求7所述的传感器单元，其特征在于，所述第一子开关为高电平导通开关，所述第二子开关为低电平导通开关；

或，

所述第一子开关为低电平导通开关，且所述第二子开关为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为高电平导通开关；

或，

所述第一子开关以及所述第二子开关均为低电平导通开关。

9.一种指纹识别方法，其特征在于，应用于包括传感器阵列的指纹识别芯片，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如权利要求7-8中任意一项所述的传感器单元；

所述指纹识别方法基于所述传感器阵列中M个位于同一组第一数据线以及第二数据线上的所述传感器单元，所述指纹识别方法以预设扫描周期对M个所述传感器单元输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段，其中，N为大于或等于M的整数，M为大于1的整数；

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

10.根据权利要求9所述的指纹识别方法，其特征在于，所述扫描周期包括第一时序段、第二时序段、第三时序段以及第四时序段；

在第一时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号均为高电平，以控制四个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端均连接至所述指纹感测电极，且所述差分放大电路的所述第二输入端均连接至所述第一预设信号端；

在第二时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号依次为高电平、低电平、高电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述差分放大电路的所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，控制四个所述传感器单元中的第二传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述差分放大电路的所述第二输入端连接至所述指纹感测电极；

在第三时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第三组数字控制信号，所述第三组数字控制信号依次为高电平、高电平、低电平、低电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第二传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，所述传感器单元中的第三传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述第二输入端连接至所述指纹感测电极；

在第四时序段，对所述传感器阵列中四个所述传感器单元输出第四组数字控制信号，所述第四组数字控制信号依次为高电平、低电平、低电平、高电平，以控制四个所述传感器单元中的第一传感器单元以及第四传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述指纹感测电极，所述第二输入端连接至所述第一预设信号端，所述传感器单元中的第二传感器单元以及第三传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端连接至所述第一预设信号端，所述第二输入端连接至所述指纹感测电极。

11.一种指纹识别芯片，其特征在于，包括传感器阵列，所述传感器阵列包括呈阵列排布的多个如权利要求7-8中任意一项所述的传感器单元，所述指纹识别芯片还包括：

控制模块，用于以预设扫描周期对所述传感器阵列输出数字控制信号，所述预设扫描周期包括第一时序段至第N时序段。

12.根据权利要求11所述的指纹识别芯片，其特征在于，所述控制模块具体用于：

在第一时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第一组数字控制信号，所述第一组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第二时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第二组数字控制信号，所述第二组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接；

在第N时序段，对所述传感器阵列中M个所述传感器单元输出第N组数字控制信号，所述第N组数字控制信号用于控制M个所述传感器单元中的所述差分放大电路的所述第一输入端以及所述第二输入端与所述指纹感测电极或所述第一预设信号端电连接。

13.一种电子设备，其特征在于，包括电子设备本体以及如权利要求5、6、11、12所述的指纹识别芯片。

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