一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，主要由指纹采集器，设置在指纹采集器内部的控制芯片HV，与该控制芯片HV相连接的指纹扫描电路，与指纹扫描电路相连接的图像采集单元，与该图像采集单元相连接的成像镜头以及与控制芯片HV相连接的光束激发式逻辑放大电路组成；所述射极耦合式非对称触发电路则由射极耦合式非对称电路，以及与其输出端相连接的无源π型滤波电路组成，其特征在于，在光束激发式逻辑放大电路与射极耦合式非对称电路之间还串接有逻辑保护射极耦合式放大电路。本发明在传统的指纹识别系统上增加了全新的射极耦合式非对称触发电路，能彻底克服传统指纹识别器所存在的性能不稳定的缺陷。
【专利说明】一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种指纹识别系统，具体是指一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统。
【背景技术】
[0002]目前，现有的单指纹识别装置一般都采用一个指纹采集器来实现，不仅其采集、鉴别指纹和管理功能比较单一，而且其识别效率低下，在同一时间内仅能对一个用户进行1:1或1:N的比对方式。同时，目前这些单指纹识别装置识别精度较低，性能不稳定，一旦手指上有灰尘或水溃，便经常会出现连续不能识别的情况。因此，如何有效克服现有指纹识别系统存在的功能单一、识别效率低下以及精度不高的缺陷，便是人们的当务之急。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于克服目前单指纹识别装置功能单一、识别效率低下以及精度不高的缺陷，提供一种性能可靠，识别精度高的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统。
[0004]本发明通过以下技术方案来实现:一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，主要由指纹采集器，设置在指纹采集器内部的控制芯片HV，与该控制芯片HV相连接的指纹扫描电路，与指纹扫描电路相连接的图像采集单元，与该图像采集单元相连接的成像镜头，设置在指纹扫描电路与图像采集单元的连接点之间的射极耦合式非对称触发电路，以及与控制芯片HV相连接的光束激发式逻辑放大电路组成；所述射极耦合式非对称触发电路则由射极耦合式非对称电路，以及与其输出端相连接的无源η型滤波电路组成。
[0005]同时，在光束激发式逻辑放大电路与射极耦合式非对称电路之间还串接有逻辑保护射极耦合式放大电路；所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P3，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P3的同相端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R12，正极与电阻R12和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C10，一端与与非门ICl的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的同相端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的反相端与输出端之间的电阻R14,—端与与非门ICl的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R16，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C9，以及一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成；所述与非门ICl的正极输入端与功率放大器P3的反相端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接，与非门IC3的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接；所述与非门IC3的输出端则与控制芯片HV的CSl管脚相连接。
[0006]所述逻辑保护射极耦合式放大电路主要由三极管Q5，三极管Q6，功率放大器P4，功率放大器P5，串接在功率放大器P4的反相端与输出端之间的电阻R18，串接在功率放大器P5的同相端与输出端之间的极性电容C13，串接在功率放大器P4的同相端与三极管Q5的集电极之间的电阻R17，串接在三极管Q5的集电极与三极管Q6的基极之间的电阻R19，与电阻R19相并联的电容C12，负极与功率放大器P4的同相端相连接、正极经电阻R20后与三极管Q5的发射极相连接的极性电容C11，串接在三极管Q6的基极与极性电容Cll的正极之间的电阻R21，正极与三极管Q6的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D5和电阻R22后与功率放大器P4的输出端相连接的电容C14，P极与功率放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R24和电阻R23后与稳压二极管D5与电阻R22的连接点相连接的二极管D6，以及P极与电容C14的负极相连接、N极与二极管D6与电阻R24的连接点相连接的稳压二极管D7组成；所述三极管Q5的基极与极性电容Cll的正极相连接，其发射极与三极管Q6的发射极相连接，其集电极与功率放大器P4的反相端相连接；三极管Q6的集电极与功率放大器P5的反相端相连接，功率放大器P5的同相端与功率放大器P4的输出端相连接；所述极性电容Cll的正极与与非门IC3的负极输入端相连接，电阻R24与电阻R23的连接点则与射极耦合式非对称电路相连接。
[0007]所述射极耦合式非对称电路由三极管Ql，三极管Q2，三极管Q3，串接在三极管Q2的发射极与三极管Q3的基极之间的一级滤波电路，串接在三极管Q3的集电极与二极管Q2的集电极之间的电阻R7，串接在三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极之间的电阻R3，串接在三极管Ql的发射极与无源η型滤波电路之间的二级滤波电路，串接在三极管Ql的基极与无源η型滤波电路之间的三级滤波电路，以及串接在三极管Ql的基极与无源η型滤波电路之间的电阻R2和串接在三极管Q3的基极与无源π型滤波电路之间的电阻R6组成；所述三极管Q2的基极与三极管Ql的集电极相连接，其集电极与无源η型滤波电路相连接，所述三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极均接地；所述电阻R24与电阻R23的连接点则与三级滤波电路相连接。
[0008]所述无源型滤波电路由电容Cl、电容C2，以及串接在电容Cl的正极与电容C2的正极之间的电阻R8组成；所述三极管Q2的集电极则与电容C2的正极相连接。
[0009]所述指纹扫描电路由基极与主控芯片HV的GATE管脚相连接、集电极经变压器Tl的原边线圈LI后与主控芯片HV的CS管脚相连接、而发射极则依次经电阻R9和电阻RlO后与主控芯片HV的CS管脚相连接的三极管Q4，以及两个互为备份并分别与LED灯相连接的副边链路I和副边链路II组成。
[0010]所述副边链路I由N极与变压器Tl的副边线圈L2的同名端相连接、而P极则经电阻R12后与副边线圈L2的非同名端相连接的二极管D1，以及与电阻R12相并联的电容C6组成，且该电容C6的两端则分别与LED灯的正负极相连接；同时，电容C6的正极与电容Cl的正极相连接，其负极与电容Cl的负极相连接。
[0011]所述副边链路II由N极与变压器Tl的副边线圈L3的同名端相连接、而P极则经电阻R13后与副边线圈L3的非同名端相连接的二极管D2，以及与电阻R13相并联的电容C7组成，且该电容C7的两端分别与LED灯的正负极相连接；同时，电容C7的正极与电容Cl的正极相连接，其负极则与电容Cl的负极相连接。
[0012]为确保使用效果，所述的电容Cl、电容C2均为贴片电容，而所述的一级滤波电路、二级滤波电路及三级滤波电路均为RC滤波电路。
[0013]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0014](I)本发明不仅整体结构非常简单，其制作和使用非常方便，而且其在同一时间内还可以对多个用户进行指纹识别，因此其功能非常强大，能显著的提高识处理效率。
[0015](2)本发明采用高精度识别处理系统来作为处理核心，能成倍的提高指纹识别效率、可靠性和安全性，以及更易于扩展指纹识别装置功能的有益效果。
[0016](3)本发明在传统的指纹识别系统上增加了全新的射极耦合式非对称触发电路，因此能彻底克服传统指纹识别器所存在的性能不稳定，一旦指纹上有灰尘或水溃时不能识别的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的整体电路结构示意图。
[0018]图2为本发明的逻辑保护射极耦合式放大电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0020]实施例
[0021]如图1所示,本发明主要由带Camera通讯接口和USB通讯接口的指纹采集器,设置在指纹采集器内部的控制芯片HV，与该控制芯片HV相连接的指纹扫描电路，与指纹扫描电路相连接的图像采集单元，以及与该图像采集单元相连接的成像镜头组成。为确保本申请的性能稳定，本申请在指纹扫描电路与图像采集单元的连接点之间还设有射极耦合式非对称触发电路，与控制芯片HV的CSl管脚相连接的光束激发式逻辑放大电路，以及串接在光束激发式逻辑放大电路与射极耦合式非对称触发电路之间的逻辑保护射极耦合式放大电路。
[0022]所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P3，与非门IC1，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P3的同相端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容CS, 一端与极性电容CS的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R12，正极与电阻R12和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容C10，一端与与非门ICl的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的同相端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的反相端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门ICl的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R16，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C9，以及一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成。
[0023]所述与非门ICl的正极输入端与功率放大器P3的反相端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接，与非门IC3的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接；所述与非门IC3的输出端则与控制芯片HV的CSl管脚相连接。
[0024]所述射极耦合式非对称触发电路则由射极耦合式非对称电路，以及与其输出端相连接的无源η型滤波电路组成。其中，射极耦合式非对称电路由三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8及电容C3、电容C4和电容C5组成。
[0025]无源Ji型滤波电路为由电容Cl、电容C2，以及串接在电容Cl的正极与电容C2的正极之间的电阻R8所组成的低通滤波电路。根据实际需求，该无源η型滤波电路也可以为高通滤波电路。连接时，电容Cl的负极与电容C2的负极相连接，以确保电阻R8、电容Cl和电容C2之间形成一个回路。而电容Cl的正极和负极则形成本发明的输出端。为确保使用效果，电容Cl和电容C2均为贴片电容。
[0026]如图1所示，电阻R5和电容C3相并联，形成一级滤波电路；电阻R4与电容C4相并联，形成二级滤波电路；电阻Rl与电容C5相并联，形成三级滤波电路。连接时，一级滤波电路串接在三极管Q2的发射极与三极管Q3的基极之间，电阻R7串接在三极管Q3的集电极与二极管Q2的集电极之间，电阻R3串接在三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极之间，二级滤波电路则串接在三极管Ql的发射极与电容C2的负极之间，而三级滤波电路则串接在三极管Ql的基极与电容C2的负极之间。
[0027]所述电阻R2串接在三极管Ql的基极与电容C2的负极之间，而电阻R6则串接在三极管Q3的基极与电容C2的负极之间。为确保使用效果，该三极管Q2的基极与三极管Ql的集电极相连接，其集电极与电容C2的正极相连接，三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极均接地。
[0028]所述指纹扫描电路则由基极与主控芯片HV的GATE管脚相连接、集电极经变压器Tl的原边线圈LI后与主控芯片HV的CS管脚相连接、而发射极则依次经电阻R9和电阻RlO后与主控芯片HV的CS管脚相连接的三极管Q4，以及两个互为备份并分别与LED灯相连接的副边链路I和副边链路II组成。为确保使用效果，该主控芯片HV优先采用9910B型集成芯片来实现。
[0029]其中，副边链路I由N极与变压器Tl的副边线圈L2的同名端相连接、而P极则经电阻R12后与副边线圈L2的非同名端相连接的二极管D1，以及与电阻R12相并联的电容C6组成，且该电容C6的两端则分别与LED灯的正负极相连接。
[0030]副边链路II由N极与变压器Tl的副边线圈L3的同名端相连接、而P极则经电阻R13后与副边线圈L3的非同名端相连接的二极管D2，以及与电阻R13相并联的电容C7组成，且该电容C7的两端分别与LED灯的正负极相连接。
[0031]同时，电容Cl、电容C6和电容C7要相并联，即电容C6和电容C7的正极与电容Cl的正极相连接，电容C6和电容C7的负极与电容Cl的负极相连接。
[0032]所述逻辑保护射极耦合式放大电路的结构如图2所示，其主要由三极管Q5，三极管Q6，功率放大器P4，功率放大器P5，串接在功率放大器P4的反相端与输出端之间的电阻R18，串接在功率放大器P5的同相端与输出端之间的极性电容C13，串接在功率放大器P4的同相端与三极管Q5的集电极之间的电阻R17，串接在三极管Q5的集电极与三极管Q6的基极之间的电阻R19，与电阻R19相并联的电容C12，负极与功率放大器P4的同相端相连接、正极经电阻R20后与三极管Q5的发射极相连接的极性电容C11，串接在三极管Q6的基极与极性电容Cl I的正极之间的电阻R21，正极与三极管Q6的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D5和电阻R22后与功率放大器P4的输出端相连接的电容C14，P极与功率放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R24和电阻R23后与稳压二极管D5与电阻R22的连接点相连接的二极管D6，以及P极与电容C14的负极相连接、N极与二极管D6与电阻R24的连接点相连接的稳压二极管D7组成。
[0033]同时，所述三极管Q5的基极与极性电容Cll的正极相连接，其发射极与三极管Q6的发射极相连接，其集电极与功率放大器P4的反相端相连接；三极管Q6的集电极与功率放大器P5的反相端相连接，功率放大器P5的同相端与功率放大器P4的输出端相连接。
[0034]连接时，所述极性电容Cll的正极要与与非门IC3的负极输入端相连接，电阻R24与电阻R23的连接点则与电阻Rl与电容C5的连接点相连接。即，电阻R24与电阻R23的连接点是经电阻Rl后与三极管Ql的基极相连接。
[0035]如上所述，便可较好的实现本发明。
【权利要求】
1.一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，主要由指纹采集器，设置在指纹采集器内部的控制芯片HV，与该控制芯片HV相连接的指纹扫描电路，与指纹扫描电路相连接的图像采集单元，与该图像采集单元相连接的成像镜头，设置在指纹扫描电路与图像采集单元的连接点之间的射极耦合式非对称触发电路，以及与控制芯片HV相连接的光束激发式逻辑放大电路组成；所述射极耦合式非对称触发电路则由射极耦合式非对称电路，以及与其输出端相连接的无源η型滤波电路组成，其特征在于，在光束激发式逻辑放大电路与射极耦合式非对称电路之间还串接有逻辑保护射极耦合式放大电路；所述光束激发式逻辑放大电路主要由功率放大器P3，与非门ICl，与非门IC2，与非门IC3，负极与功率放大器P3的同相端相连接、正极经光二极管D3后接地的极性电容C8，一端与极性电容C8的正极相连接、另一端经二极管D4后接地的电阻R12，正极与电阻R12和二极管D4的连接点相连接、负极接地的极性电容ClO,—端与与非门ICl的负极输入端相连接、另一端与功率放大器P3的同相端相连接的电阻R13，串接在功率放大器P3的反相端与输出端之间的电阻R14，一端与与非门ICl的输出端相连接、另一端与与非门IC3的负极输入端相连接的电阻R16，正极与与非门IC2的输出端相连接、负极与与非门IC3的负极输入端相连接的电容C9，以及一端与极性电容ClO的正极相连接、另一端与与非门IC2的负极输入端相连接的电阻R15组成；所述与非门ICl的正极输入端与功率放大器P3的反相端相连接，其输出端与与非门IC2的正极输入端相连接，与非门IC3的正极输入端与功率放大器P3的输出端相连接；所述与非门IC3的输出端则与控制芯片HV的CSl管脚相连接；所述逻辑保护射极耦合式放大电路主要由三极管Q5，三极管Q6，功率放大器P4，功率放大器P5，串接在功率放大器P4的反相端与输出端之间的电阻R18，串接在功率放大器P5的同相端与输出端之间的极性电容C13，串接在功率放大器P4的同相端与三极管Q5的集电极之间的电阻R17，串接在三极管Q5的集电极与三极管Q6的基极之间的电阻R19，与电阻R19相并联的电容C12，负极与功率放大器P4的同相端相连接、正极经电阻R20后与三极管Q5的发射极相连接的极性电容C11，串接在三极管Q6的基极与极性电容Cll的正极之间的电阻R21，正极与三极管Q6的发射极相连接、负极顺次经稳压二极管D5和电阻R22后与功率放大器P4的输出端相连接的电容C14，P极与功率放大器P5的输出端相连接、N极经电阻R24和电阻R23后与稳压二极管D5与电阻R22的连接点相连接的二极管D6，以及P极与电容C14的负极相连接、N极与二极管D6与电阻R24的连接点相连接的稳压二极管D7组成；所述三极管Q5的基极与极性电容Cll的正极相连接，其发射极与三极管Q6的发射极相连接，其集电极与功率放大器P4的反相端相连接；三极管Q6的集电极与功率放大器P5的反相端相连接，功率放大器P5的同相端与功率放大器P4的输出端相连接；所述极性电容Cll的正极与与非门IC3的负极输入端相连接，电阻R24与电阻R23的连接点则与射极耦合式非对称电路相连接。
2.根据权利要求1所述的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，其特征在于，所述射极耦合式非对称电路由三极管Q1，三极管Q2，三极管Q3，串接在三极管Q2的发射极与三极管Q3的基极之间的一级滤波电路，串接在三极管Q3的集电极与二极管Q2的集电极之间的电阻R7，串接在三极管Ql的集电极与三极管Q2的集电极之间的电阻R3，串接在三极管Ql的发射极与无源η型滤波电路之间的二级滤波电路，串接在三极管Ql的基极与无源^型滤波电路之间的三级滤波电路，以及串接在三极管Ql的基极与无源η型滤波电路之间的电阻R2和串接在三极管Q3的基极与无源π型滤波电路之间的电阻R6组成；所述三极管Q2的基极与三极管Q1的集电极相连接，其集电极与无源π型滤波电路相连接，所述三极管Q2的发射极与三极管Q3的发射极均接地；所述电阻R24与电阻R23的连接点则与三级滤波电路相连接。
3.根据权利要求2所述的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，其特征在于，所述无源π型滤波电路由电容Cl、电容C2，以及串接在电容Cl的正极与电容C2的正极之间的电阻R8组成；所述三极管Q2的集电极则与电容C2的正极相连接。
4.根据权利要求3所述的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，其特征在于，所述指纹扫描电路由基极与主控芯片HV的GATE管脚相连接、集电极经变压器T1的原边线圈L1后与主控芯片HV的CS管脚相连接、而发射极则依次经电阻R9和电阻R10后与主控芯片HV的CS管脚相连接的三极管Q4，以及两个互为备份并分别与LED灯相连接的副边链路I和副边链路II组成； 所述副边链路I由N极与变压器T1的副边线圈L2的同名端相连接、而P极则经电阻R12后与副边线圈L2的非同名端相连接的二极管D1，以及与电阻R12相并联的电容C6组成，且该电容C6的两端则分别与LED灯的正负极相连接；同时，电容C6的正极与电容C1的正极相连接，其负极与电容C1的负极相连接； 所述副边链路II由N极与变压器T1的副边线圈L3的同名端相连接、而P极则经电阻R13后与副边线圈L3的非同名端相连接的二极管D2，以及与电阻R13相并联的电容C7组成，且该电容C7的两端分别与LED灯的正负极相连接；同时，电容C7的正极与电容C1的正极相连接，其负极则与电容C1的负极相连接。
5.根据权利要求4所述的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，其特征在于，所述的电容C1、电容C2均为贴片电容。
6.根据权利要求5所述的一种逻辑保护射极耦合式指纹识别系统，其特征在于，所述的一级滤波电路、二级滤波电路及三级滤波电路均为RC滤波电路。
【文档编号】G06K9/00GK104408425SQ201410708152
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】谢静, 周鹏程 申请人:成都创图科技有限公司