[发明专利]用于读取磁轨的各向异性磁阻（AMR）梯度仪/磁力仪

说明书

本申请要求题为“用于在磁卡读取器中使用的各向异性磁阻（AMR）梯度仪/磁力仪”且2012年6月15日提交的序号为61/660,482的美国临时申请的优先权，将该临时申请通过引用整体地结合于本文中。

背景技术

磁性信用卡读取器设备是到处存在的，其存在于自动取款机（ATM）处、供应商的付款台处、身份证读取器处，等等。它们的使用正随增加的互联网商业而增加，这给其带来更大的安全性需求。几十年来，感应头已经被用作具有磁卡读取器设备的磁传感器。当在磁轨中的磁位之间的写入过渡上方移动感应头时，感应头生成电压输出。输出电压波形被馈送到电子装置中，以在通过有线或无线网络发送到服务器前被数字化和加密。

每片磁写入介质具有唯一的噪声签名。写入介质上的写入过渡之间的区域中噪声的指纹提供了附加的安全特征。当信用卡被发放给用户时，用于每个磁卡的噪声指纹被存储在服务器上。在销售点处，在过渡中编码的信息（卡号、用户ID等）、以及噪声签名被发送到存储该信息的服务器。所存储的噪声指纹和从交易中接收的噪声指纹之间的高度相关是认证的手段，且确保了额外的安全性。

感应读取器和信号处理电子装置之间的接口代表了现有技术系统中的弱点。可能的是，在接口处侵入读卡器设备并探寻（tap into）信号，从而绕过数字化和加密。

发明内容

本申请涉及用于在磁轨上感测磁性信息的一种固态磁性传感器。固态磁性传感器包括至少半个惠斯登电桥，其包括至少两条支线（leg），该至少两条支线的每一个包括磁性材料的条带的至少一部分，以及理发店立柱式（barber pole）非磁性短路棒，其被布置于形成至少半个惠斯登电桥的至少两条支线的条带的部分上。在相应的至少两条支线的平行且相邻条带之间的内部间隙大约为要被感测的磁轨上的过渡长度。

附图说明

图1是一个磁条中具有三个写入轨道的磁卡的一个实施例的示意图；

图1i示出了图1的一个写入轨道中四个磁位的放大视图，其中在相邻磁位间插入过渡；

图2是磁卡上示例性写入轨道和与示例性写入轨道的一部分中的过渡相关联的磁场的横截面视图；

图3是现有技术的感应读取器的斜视图；

图4示出了附着到当前可用读卡器设备中基板上的专用集成电路（ASIC）的现有技术感应读取器的一个实施例；

图5A示出了图4的现有技术感应读取器的输出在频域中的一般形式；

图5B示出了依据本发明的磁阻（MR）传感器输出在频域中的一般形式；

图6示出了在示例性写入轨道的一部分上方读取的示例性z轴磁场；

图7示出了根据写入轨道上过渡的数学模型的在轨道中心上方的计算的z轴磁场和x轴磁场；

图8示出了根据写入轨道上过渡的数学模型的在轨道中心上方的计算的z轴磁场和x轴磁场梯度；

图9示出了依据本发明的各向异性磁阻（AMR）传感器；

图10示出了依据本发明的适于信用卡应用的以磁力仪配置的各向异性磁阻（AMR）传感器；

图11和12示出了依据本发明的用于感测写入轨道上方z轴场的AMR传感器的实施例；

图13示出了依据本发明的用于感测写入轨道上方x轴场的磁力仪的配置；

图14A示出了依据本发明的用于感测写入轨道上方磁场的磁力仪的配置；

图14B示出了依据本发明的用于感测写入轨道上方磁场梯度的梯度仪的配置；

图15示出了作为磁力仪和梯度仪组合的AMR传感器的实施例；

图16示出了依据本发明的使用两个恒流源在半惠斯通电桥配置中操作的磁力仪配置；

图17示出了依据本发明的包括梯度仪和磁力仪的各向异性磁阻（AMR）传感器；

图18示出了依据本发明的用来从信用卡轨道中检测x场的各向异性磁阻传感器；

图19和20示出了依据本发明的用于感测磁场和磁场梯度中的至少之一的集成设备的实施例；

图21示出了暴露于具有梯度的磁场的图10中所示出的AMR传感器的惠斯登电桥的电路。

图22-25示出了依据本发明的固态AMR传感器的各种实施例。

依据惯例，各种所描述的特征并不是按比例绘制的，而是被绘制来强调与本发明有关的特征。整个附图和文字中相同的参考符号表示相同的元件。

具体实施方式