[發明專利]用于讀取磁軌的各向異性磁阻（AMR）梯度儀/磁力儀

在審

• 申請號: 201310235234.X
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103512589A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: B.B.潘特;L.維塔納瓦薩姆
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01D5/12
• 分類號: G01D5/12;G01R33/022;G01R33/09;G06K7/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔣駿;王忠忠

本申請要求題為“用于在磁卡讀取器中使用的各向異性磁阻（AMR）梯度儀/磁力儀”且2012年6月15日提交的序號為61/660,482的美國臨時申請的優先權，將該臨時申請通過引用整體地結合于本文中。

背景技術

磁性信用卡讀取器設備是到處存在的，其存在于自動取款機（ATM）處、供應商的付款臺處、身份證讀取器處，等等。它們的使用正隨增加的互聯網商業而增加，這給其帶來更大的安全性需求。幾十年來，感應頭已經被用作具有磁卡讀取器設備的磁傳感器。當在磁軌中的磁位之間的寫入過渡上方移動感應頭時，感應頭生成電壓輸出。輸出電壓波形被饋送到電子裝置中，以在通過有線或無線網絡發送到服務器前被數字化和加密。

每片磁寫入介質具有唯一的噪聲簽名。寫入介質上的寫入過渡之間的區域中噪聲的指紋提供了附加的安全特征。當信用卡被發放給用戶時，用于每個磁卡的噪聲指紋被存儲在服務器上。在銷售點處，在過渡中編碼的信息（卡號、用戶ID等）、以及噪聲簽名被發送到存儲該信息的服務器。所存儲的噪聲指紋和從交易中接收的噪聲指紋之間的高度相關是認證的手段，且確保了額外的安全性。

感應讀取器和信號處理電子裝置之間的接口代表了現有技術系統中的弱點。可能的是，在接口處侵入讀卡器設備并探尋（tap?into）信號，從而繞過數字化和加密。

發明內容

本申請涉及用于在磁軌上感測磁性信息的一種固態磁性傳感器。固態磁性傳感器包括至少半個惠斯登電橋，其包括至少兩條支線（leg），該至少兩條支線的每一個包括磁性材料的條帶的至少一部分，以及理發店立柱式（barber?pole）非磁性短路棒，其被布置于形成至少半個惠斯登電橋的至少兩條支線的條帶的部分上。在相應的至少兩條支線的平行且相鄰條帶之間的內部間隙大約為要被感測的磁軌上的過渡長度。

附圖說明

圖1是一個磁條中具有三個寫入軌道的磁卡的一個實施例的示意圖；

圖1i示出了圖1的一個寫入軌道中四個磁位的放大視圖，其中在相鄰磁位間插入過渡；

圖2是磁卡上示例性寫入軌道和與示例性寫入軌道的一部分中的過渡相關聯的磁場的橫截面視圖；

圖3是現有技術的感應讀取器的斜視圖；

圖4示出了附著到當前可用讀卡器設備中基板上的專用集成電路（ASIC）的現有技術感應讀取器的一個實施例；

圖5A示出了圖4的現有技術感應讀取器的輸出在頻域中的一般形式；

圖5B示出了依據本發明的磁阻（MR）傳感器輸出在頻域中的一般形式；

圖6示出了在示例性寫入軌道的一部分上方讀取的示例性z軸磁場；

圖7示出了根據寫入軌道上過渡的數學模型的在軌道中心上方的計算的z軸磁場和x軸磁場；

圖8示出了根據寫入軌道上過渡的數學模型的在軌道中心上方的計算的z軸磁場和x軸磁場梯度；

圖9示出了依據本發明的各向異性磁阻（AMR）傳感器；

圖10示出了依據本發明的適于信用卡應用的以磁力儀配置的各向異性磁阻（AMR）傳感器；

圖11和12示出了依據本發明的用于感測寫入軌道上方z軸場的AMR傳感器的實施例；

圖13示出了依據本發明的用于感測寫入軌道上方x軸場的磁力儀的配置；

圖14A示出了依據本發明的用于感測寫入軌道上方磁場的磁力儀的配置；

圖14B示出了依據本發明的用于感測寫入軌道上方磁場梯度的梯度儀的配置；

圖15示出了作為磁力儀和梯度儀組合的AMR傳感器的實施例；

圖16示出了依據本發明的使用兩個恒流源在半惠斯通電橋配置中操作的磁力儀配置；

圖17示出了依據本發明的包括梯度儀和磁力儀的各向異性磁阻（AMR）傳感器；

圖18示出了依據本發明的用來從信用卡軌道中檢測x場的各向異性磁阻傳感器；

圖19和20示出了依據本發明的用于感測磁場和磁場梯度中的至少之一的集成設備的實施例；

圖21示出了暴露于具有梯度的磁場的圖10中所示出的AMR傳感器的惠斯登電橋的電路。

圖22-25示出了依據本發明的固態AMR傳感器的各種實施例。

依據慣例，各種所描述的特征并不是按比例繪制的，而是被繪制來強調與本發明有關的特征。整個附圖和文字中相同的參考符號表示相同的元件。

具體實施方式