CZ305322B6 - Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky - Google Patents
Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky Download PDFInfo
- Publication number
- CZ305322B6 CZ305322B6 CZ2014-70A CZ201470A CZ305322B6 CZ 305322 B6 CZ305322 B6 CZ 305322B6 CZ 201470 A CZ201470 A CZ 201470A CZ 305322 B6 CZ305322 B6 CZ 305322B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- magnetization
- sensor
- signal
- control unit
- magnetometer
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims abstract description 35
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 21
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 5
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 13
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 3
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Abstract
Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky jako technické řešení se dotýká oblasti techniky zabývající se utajováním zařízení emitujících elektromagnetické pole, tedy především zařízení, využívaných v oblasti bezpečnostních složek a armády. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky je tvořen alespoň jedním jednoosým AMR senzorem (2.0), který obsahuje alespoň jeden AMR magnetorezistor (1.0) s opakovanou magnetizací feromagnetického snímacího elementu (1.1). Součástí zařízení je dále řídicí jednotka (3.1). Magnetizace feromagnetického snímacího elementu (1.1) je neperiodická a pro tvorbu signálu pro řízení této magnetizace využívá přímého rozprostření jeho spektra.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká oblasti, která je zaměřena na utajování zařízení emitujících elektromagnetické pole - (radiové vlny) - tedy především na zařízení využívaná v oblasti bezpečnostních složek a armády.
Dosavadní stav techniky
Magnetometry využívající AMR (Anizotropní Magneto-Rezistor) senzor jsou v současné době používány v široké škále aplikací, kde je měřenou fyzikální veličinou intenzita magnetického pole, anebo lze jinou fyzikální veličinu na ni převést. Převážná část těchto senzorů se používá zejména v oblasti průmyslové automatizace, automobilovém průmyslu i ve spotřební elektronice a to pro nejrůznější účel, od senzorů slabých magnetických polí určených např. pro navigaci, přes senzory posunutí a natočení až po senzory proudu s velkým dynamickým rozsahem. Ve všech těchto oblastech se tyto snímače uplatnily díky své nízké ceně, možnosti vysokého stupně integrace a v neposlední řadě i velkým rozlišením měřeného magnetického pole. Příklady popisu AMR technologie jsou například v patentech US 4 847 584; US 5 247 278; US 5 521 501 anebo US 5 952 825. Rovněž je tato technologie popsaná i v českých patentových spisech (například v dokumentu 302 404 s názvem „AMR magnetometr s korekcí kolmého magnetického pole“).
Při použití materiálů tvořících magnetorezistivní vrstvy senzorů se však nelze z více fyzikálních důvodů obejít bez opakované magnetizace (respektive přemagnetizace) senzoru, obzvláště při měření slabých magnetických polí, anebo v případech velkého dynamického rozsahu senzoru.
Magnetizace AMR senzoru a její řízení je řešena především s ohledem na funkci snímacího elementu senzoru, nikoliv s ohledem na její možné vedlejší negativní dopady na elektromagnetické vyzařování senzoru. Tím, jak se neustále zvyšují pracovní frekvence senzoru, dochází i k výraznému posunutí frekvence magnetizačních (orientačních) impulsů a tím ke zkrácení doby jejich trvání. To vede k vyšší intenzitě proudu v demagnetizačních cívkách senzoru, které se opakují s vyšší frekvencí a v důsledku toho i vyššímu vyzařování senzoru zejména na vyšších frekvencích.
V některých aplikacích, však může být magnetizační impuls či jeho zdroj, zdrojem nežádoucího rušení a to například z pohledu vlastního rušení, „pasivního“ senzoru. Samotný senzor je, vzhledem ke způsobu měření intenzity magnetického pole, ve vlastní fázi měření naprosto „pasivní“, tj. stejnosměrně napájen a nevyzařuje žádné střídavé elektromagnetické pole. Na rozdíl od senzoru typu „Fluxgate“, kde dochází k periodické magnetizací jádra senzoru, které vychází z principu funkce tohoto typu senzoru. Při využití zpětné vazby pro měření magnetického pole je sice kolem senzoru vytvářeno magnetické pole, avšak to se rovněž nemění, pokud se jedná o ustálený stav vnějšího magnetického pole. V tomto případě jsou i cívky, vytvářející kompenzační pole, napájeny „stejnosměrným“ proudem. Pokud ovšem je zapotřebí provádět periodickou magnetizací magnetorezistoru, a té se vzhledem kjeho fyzikálním vlastnostem vyhnout nedá, dochází k přivedení kladných a záporných impulsů k magnetizačním („flipovacím“) cívkám a tím k porušení „pasivity“ senzoru. To může negativně ovlivnit, případně znemožnit, použití těchto senzorů v některých aplikacích, kde je zapotřebí snížit jejich vyzařování na minimum.
V současné době je také kladen velký legislativní tlak na elektromagnetickou kompatibilitu přístrojů, a to jak na straně jejich odolnosti oproti vnějšímu rušení, tak i na straně samotného vyzařování elektronického zařízení. V současnosti existují různá řešení k potlačení vyzařování elektronických obvodů či omezení intenzity takovéhoto elektromagnetického záření. Obvyklou účinnou metodou, v senzorové technice, je elektromagnetické stínění senzoru, které kromě snížení
- 1 CZ 305322 B6 úrovně elektromagnetického vyzařování samotného senzoru má i pozitivní vliv na stínění senzoru oproti vnějšímu nežádoucímu elektromagnetickému poli. Tuto metodu však nelze využít u senzorů magnetického pole, neboť jejich elektromagnetické stínění (a tím v důsledku odstínění nebo pozměnění měřeného magnetického pole) je v přímém rozporu s principem a požadavky na daný senzor.
Dále navrhované využití techniky přímého rozprostření spektra je dobře známé z oblasti přenosu dat a telemetrie a její využití v senzorové technice lze rozdělit do několika samostatných skupin dle aplikace tohoto principu.
V první řadě se jedná o využití známých technologií pro přenos dat ze senzoru k nadřazenému systému. V této oblasti není použití technologií Wifi, Bluetooth či Zigbee (IEEE 802.15.4) výjimkou a stává se spíše pravidlem. V další oblasti je řízení a časování mikrokontrolérů v tzv. „Smart senzorech“, kde je možnost využít technologie SSCG (Spread Spectrum Clock Generátor - např. patent JP2012195826 / US2012235717) k potlačení nežádoucího rušení digitální části zpracovávající data ze senzoru. Rovněž je možné využít systém SSCG u napájecích obvodů senzorů, především spínaných regulátorů a DC-DC měničů. V tomto případě je však mnohdy snaha se této technologii vyhnout a využívat raději lineární usměrňovače, které nepřináší rušivé kmitočty do modulu senzoru. Nicméně ani zde se nejedná o přímou interakci se samotným snímacím elementem.
Výše popsané metody využití rozprostřeného spektra jsou dobře známy a v současné době se aplikují i u podpůrných obvodů senzorové techniky. Jejich cílem je na jednu stranu usnadnit integraci senzoru do senzorových sítí, kde je velký příklon k využití standardních komunikačních technologií z důvodu zachování kompatibility systému a snížení ceny vývoje. Druhá část těchto aplikací je zaměřena na vylepšení elektromagnetické kompatibility senzorového modulu a snížení jeho spotřeby - využití spínaných stabilizátorů namísto lineárních, snížení rozměrů senzoru odpadá nutnost použití větších chladičů a prodloužení doby provozu bateriově napájených především bezdrátových senzorů, kde účinnost napájecího zdroje či zdrojů může mít již značný význam v celkovém řešen. Jako příklad lze zmínit senzory pro přenos biometrických či telemetrických dat využívající komunikaci dle IEEE 802.15.4 (ZigBee), snímače momentu na rotačních částech strojů nebo i například dobře známé Bluetooth handsfree, které v principu obsahuje senzor i aktuátor a jeho napájecí část rovněž často obsahuje různé spínané zdroje.
V oblasti samotného snímacího elementu a jeho okolí je situace ovšem opačná. Hlavním trendem je udržet co nejstabilnější pracovní podmínky včetně pracovní frekvence. To může být na jednu stranu výhodou, ale na druhou stranu nemusí vždy znamenat nutnou podmínkou pro správnou funkci snímače. Je ovšem pravda, že s ohledem na jednoduchost zapojení a snahu o potlačení rušení senzoru je to jedna z nejpřímějších cest k dosažení dobrých vlastností snímače. Z tohoto pohledu se velmi často jedná o využití základních harmonických signálů, nejčastěji sinusových, s konstantní frekvencí, fází i amplitudou. Dalším velmi častým signálem využívaným k buzení senzorů je obdélníkový signál s konstantní periodou, fází, střídou i amplitudou. Nevýhodou takovéhoto signálu je teoreticky nekonečné množství harmonických kmitočtů, které takovýto signál produkuje.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nevýhody AMR magnetometrů a do nich odvozených senzorů jsou potlačeny způsobem, jehož podstata spočívá v tom, že k buzení demagnetizace AMR magnetorezistoru je použito signálu s rozprostřeným spektrem a to zejména signálu s přímým rozprostřením spektra.
Pokud je senzor buzen signálem různým od konstantního, není ve většině případů nezbytně nutné, aby se jednalo o harmonický signál s konstantní periodou a fází. Je zřejmé, že při tvorbě budicího signálu je nutné respektovat omezení vycházející z fyzikální podstaty senzoru či jeho kon-2CZ 305322 B6 strukce a zvolených materiálů. A rovněž je zapotřebí přizpůsobit vyhodnocovací část senzoru k navrženému budicímu signálu. Nicméně lze po příslušných úpravách zapojení a s respektováním vlastností senzoru použít pro jeho buzení pseudonáhodný signál (Binární signál, který má vlastnosti obdobné jako šum. Je však generován dle pevného algoritmu a je složen z opakující se posloupnosti nul a jedniček.) s kmitočtově rozprostřeným spektrem. Množství energie dodané k magnetizaci senzoru požadovaným směrem, tj. velikost vytvořeného magnetického pole kolem snímacího elementu, musí zůstat zachováno a při využití této techniky je i jeho průběh nezměněn z pohledu jedné každé magnetizace, avšak opakování této události lze rozložit v čase. Tím se proudový impuls, který je zapotřebí opakovaně k senzoru přivádět vyskytuje v čase tak, že není v krátkém časovém intervalu patrna periodicita budicího signálu. Pro tento způsob řízení magnetizace, tj. spínacích časů proudových impulzů do magnetizačních (flipovacích) cívek, je optimální využít metody přímého rozprostření spektra.
Mezi hlavní přínosy nové metody buzení magnetizace, patří bezesporu snížení vyzařování senzoru a tím i riziko jeho nežádoucího vysledování. Vedlejším přínosem je pak, zejména zlepšení v oblasti elektromagnetické kompatibility.
Pokud bude ve sledovaném prostoru pracovat senzor s běžným způsobem demagnetizace, lze ho podle jeho periodických pulsů prostřednictvím známých metod snadno detekovat, případně lokalizovat.
Pokud bude senzor využívat pro buzení demagnetizace rozprostřené spektrum, je jeho detekce velmi obtížná, protože se bude jevit pouze jako vyšší úroveň šumu na daném frekvenčním pásmu, a to obzvláště v případě, pokud bude buzen pseudonáhodnou sekvencí, jak je tomu u klasické techniky DSSS. Pokud se bude využívat „tajná“ budicí posloupnost, dostatečné délky je vysoce nepravděpodobné, že by byl senzor detekován neautorizovanou osobou.
Mezi další výhody u AMR magnetometru řízených z řídicí jednotky je, že k aplikaci této technologie postačují pouze úpravy ve firmwaru magnetometru a není nutné provádět rozsáhlé změnu v elektronice magnetometru.
Magnetometr, který umožňuje využívat výše uvedeného způsobu, se vyznačuje použitím specifického obvodu pro tvorbu výše zmíněného signálu s rozprostřeným spektrem. Taktovací signál potřebný pro řízení magnetizace je vytvořen elektronickým obvodem generátoru nebo příslušným programovým vybavením v řídicí jednotce magnetometru. Jednotlivé varianty elektronického obvodu pro generování taktovacího signálu magnetizace AMR senzoru se liší dle typu posloupnosti. Pokud se jedna o použití techniky DSSS je nejvhodnější implementací kombinace kombinační a sekvenční logiky, kteráje implementována pomocí číslicového obvodu nebo jejího ekvivalentu (například hradlové pole). Při dostatečném výpočetním výkonu řídicí jednotky je možné implementovat DSSS techniku i pomocí programového vybavení řídicí jednotky. Navržené zařízení rovněž může umožňovat uživatelskou změnu řídicí posloupnosti a to jak ve variantě s řídicí jednotkou tak i variantě s elektronickým obvodem pro generování posloupnosti a tím umožňuje zadat posloupnost nezávisle na výrobci magnetometru. Mezi další výhody u AMR magnetometrů řízených řídicí jednotkou je, že k aplikaci této technologie postačují pouze úpravy ve firmwaru magnetometru a není nutné provádět rozsáhlé změny v elektronice magnetometru.
Pro účely této přihlášky se řídicí jednotkou rozumí například - mikrokontrolér, mikroprocesor, hradlové pole, stavový automat apod.
Pseudonáhodná posloupnost, dle této přihlášky, označuje binární signál, který má podobné vlastnosti jako šum.
A dále se pro účely této přihlášky rozumíme, že harmonický signál je f(t) = A sin(&Y 4- φ0), pseudonáhodný signál - je binární signál, který má vlastnosti obdobné jako šum. Je však generován dle pevného algoritmu a je složen z opakující se posloupnosti nul a jedniček (obecně nemusí být
-3 CZ 305322 B6 binární, ale v technické praxi se dnes velmi často používá právě bimání posloupnost). Binární signál tedy nabývá pouze dvou hodnot 0 nebo 1. Signál s rozprostřeným spektrem je signál, jehož frekvenční spektrum je velmi široké. Budicí signál vstupuje do senzoru za účelem provedení jeho magnetizace. Taktovací signál je řídicím signálem magnetizace. Vyzařovaný signál - to co senzor vyzařuje, v našem případě se jedná o nežádoucí jev které navrhované řešení má omezit.
Objasnění výkresů
Na obrázku 1 je znázorněno zjednodušené schéma základní funkční části AMR senzoru. Obrázek 2 představuje blokové uspořádání elektroniky senzoru. Obrázek 3 představuje blokové uspořádání elektroniky senzoru, kdy je v zapojení využití řídicí jednotky.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1
Měřicí část AMR magnetometru tvoří AMR senzor 2Ό, který je tvořen můstkovým uspořádáním anizotropních magnetorezistorů 1,0 (řez jedním z nich je vyobrazený na obrázku 1.), kde každý anizotropní magnetorezistor L0 je složen z feromagnetického snímacího elementu (proužek) 1.1. Na tento feromagnetický snímací element Lije nanesena tzv. „barber pole“ struktura 1.2 (proužky s výrazně vyšší elektrickou vodivostí než je vodivost snímacího elementu 1.1). Pod snímacím elementem ϋ, je umístěna kompenzační cívka L3, která vytváří kompenzační magnetické pole. Dále je v blízkosti snímacího feromagnetického elementu 1.1 umístěna magnetizační cívka 1.4, která je rovněž nazývaná cívkou „flipovací“ (ang. „flip coil“), jelikož umožňuje převrácení orientace magnetických domén feromagnetického snímacího elementu 1.1. Elektrický odpor tohoto feromagnetického snímacího elementu 1.1 se měří průchodem proudu. Bez přítomnosti vnějšího magnetického pole, leží vlivem anizotropie vektor magnetizace tohoto feromagnetického snímacího elementu LI ve směru osy x. (osa převládajícího rozměru proužku)
Konkrétní zapojení magnetometru s využitím magnetické zpětné vazby je znázorněno na obrázku 2. Magnetometr obsahuje kromě samotného AMR senzoru 2.0, složeného z můstkově uspořádaných anizotropních magnetorezistorů L0 jenž jsou detailně popsány výše a schématicky zobrazeny na obrázku L, další obvody zajišťující funkci magnetometru. Měřicí můstek AMR senzoru 2,0 tvořený snímacími elementy 1.1 se napájí stejnosměrným proudem ze zdroje proudu 2.1. signál z AMR senzoru 2,0 se zesiluje v zesilovači 2,4 a následně přivádí do synchronního detektoru 2.5, který kompenzuje směr magnetizace senzoru 2.0. Následně se výstupní signál ze synchronního detektoru 2,5 přivádí do regulátoru zpětné vazby 2.6. Zde se generuje budicí proud pro kompenzační cívku L3 (součást magnetorezistorů 1.0) senzoru 2.0 a snímá informace o velikosti proudu kompenzační cívky 1,3 pro výstupní blok 2,7, protože kompenzační magnetické pole je přímo úměrné proudu kompenzační cívky 1.3. Pro zajištění opakované magnetizace, je v magnetometru umístěn taktovací obvod 2,3 generující takt pro řízení magnetizace snímacího elementu LI, která je prováděna magnetickým polem, které je vytvořeno magnetizační cívkou 1,4 (součást magnetorezistorů L0). Pro tyto účely se výstup taktovacího obvodu 2,3 přivádí do budiče magnetizace 2.2. Dále se výstup taktovacího obvodu 2.3 přivádí do bloku synchronního detektoru 2.5, který na základě polarity taktovacího impulzu nastavuje správnou polaritu měřeného výstupního signálu ze synchronního detektoru 2.5. Blok taktovacího obvodu 2.3 generuje taktovací signál právě takovým způsobem, aby jeho spektrum bylo rozprostřeno do širší kmitočtové oblasti. Tím je dosaženo toho, že i spektrum budicího signálu z bloku budiče magnetizace 2.2 je rozprostřené stejným způsobem. Protože výstupní signál z AMR senzoru 2,0 je závislý na směru magnetizace snímacího elementu 1.1 (součást magnetorezistorů L0), je i tento signál rozprostřen do širší frekvenční oblasti v případě, že výstup z AMR senzoru 2.0 bude nenulový. Součásti magnetometru je také napájecí obvod 2.8, který zajišťuje dodávku energie pro bloky 2.1,
-4CZ 305322 B6
2.2, 2.3, 2,4, 2.5, 2.6, 2/7 a to buď z vnějšího zdroje nebo z vnitřního zdroje (například z baterie, kondenzátoru, superkapacitoru) anebo z kombinace těchto zdrojů.
Příklad 2
Další variantou, odlišnou od příkladu 1, je provedení vynálezu realizací bloku taktovacího signálu 2.3 tak, že jím generovaný taktovací signál je tvořen pseudonáhodnou posloupností. K vytvoření pseudonáhodné posloupností využíváme tabulku (paměť) nebo Goldovy, Kasami nebo Barkerovy kódy (posloupnosti), které jsou řešeny hardwarovými nebo softwarovými generátory.
Příklad 3
Další variantou je provedení dle obrázku 3. Toto provedení magnetometru se liší zejména v použití řídicí jednotky 3.1. Tato řídicí jednotka 3.1 zpracovává signál z AMR senzoru 2,0, který je před vstupem do řídicí jednotky 3.1 zesilován zesilovačem 2.4. V některých případech může být zesilovač 2.4 vypuštěn, a to zejména za předpokladu, že vstupy řídicí jednotky 3.1 umožňují digitalizovat signál z AMR senzoru 2,0 bez nutnosti jeho zesílení. Dále pak řídicí jednotka 3.1 nahrazuje bloky synchronní detekce 2.5 a regulátoru zpětné vazby 2,6. Tyto bloky jsou řešeny pomocí programového vybavení řídicí jednotky 3.1. Výstup z řídicí jednotky 3.1 se přivádí do bloku 3.2, který zesiluje a filtruje signál pro kompenzační cívku 1.3 AMR senzoru 2.0. Dále pak řídicí jednotka 3.1 řídí magnetizací snímacího elementu 1.1, která se provádí magnetickým polem, které se tvoří magnetizační cívkou 1.4. Pro tyto účely je výstup řídicí jednotky 3.1 přiváděn do budiče magnetizace 22. Měřicí můstek AMR senzoru 2.0, tvořený snímacími elementy 1.1, se napájí stejnosměrným proudem ze zdroje proudu 2,1 stejným způsobem, jakje uvedeno v předchozím popisu. Podstatou části této varianty je způsob generování taktovacího signálu s rozprostřeným spektrem pro řízení budiče magnetizace 22. V prvním případě je využíváno standardního zdroje taktovacího signálu tj. taktovací obvod 3,3, jako je například krystal. Pak je zdrojem signálu s rozprostřeným spektrem programové vybavení řídicí jednotky 3.1. Toto řešení umožňuje snadno měnit sekvenci pro tvorbu taktovacího signálu jak při výrobě magnetometru, tak i uživatelem a to pouze změnou parametrů v paměti řídicí jednotky 3.1. To vede k širším možnostem v oblasti utajení použité taktovací sekvence. Velkou výhodou tohoto zapojení (tj. generování taktovacího signálu pro řízení magnetizace z programového vybavení řídicí jednotky 3.1) je možnost její aplikace najiž existující hardware magnetometru, protože se jedná jen o změnu programového vybavení řídicí jednotky 3.1. Součástí magnetometru je i v této variantě napájecí obvod 2.8, který zajišťuje dodávku energie pro bloky 2.1, 22, 23, 2.4, 3.1, 32, 33 a to buď z vnějšího zdroje nebo z vnitřního zdroje (například z baterie, kondenzátoru, superkapacitoru) anebo z kombinace těchto zdrojů.
Příklad 4
Další možností je využít pro taktování samotné řídicí jednotky 3.1 taktovací obvod 33, který v sobě obsahuje generátor posloupnosti pro taktovací signál. Výhodou tohoto zapojení je spojení rozprostřené zdroje taktovacího signálu řídicí jednotky 3.1 a magnetizace AMR senzoru 2.0 a to zvláště v případech, kdy pracovní frekvence řídicí jednotky 3.1 je velmi nízká (například rychlé změny měřeného magnetického pole). Pokud je tato metoda aplikována najiž existující magnetometr, není nutné dělat žádné změny, nebo by postačovaly jen malé změny, programovaného vybavení řídicí jednotky 3.1. Změna sekvence taktovacího obvodu 3.3 z řídicí jednotky 3.1 je rovněž možná, ale vyžaduje náročnější hardwarové řešení a tím se tato metoda hodí pouze pro konstrukci nového magnetometru.
-5CZ 305322 B6
Příklad 5
V případě potřeby je možné jednou řídicí jednotkou 3.1 řídit a vyhodnocovat více AMR senzorů 2,0, například pro měření magnetického pole ve více osách.
Průmyslová využitelnost
Řešení podle této přihlášky je využitelné u bezpečnostních složek a armády.
Claims (5)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioalektronickými prostředky, který je tvořený alespoň jedním jednoosým AMR senzorem, kde tento AMR senzor (2.0) obsahuje alespoň jeden AMR magnetorezistor (1.0) s opakovanou magnetizaci feromagnetického snímacího elementu (1.1), a dále řídicí jednotku (3.1), vyznačující se tím, že magnetizace feromagnetického snímacího elementu (1.1) je v časovém úseku delším než 1 ms 1 neperiodická a pro tvorbu signálu pro řízení této magnetizace využívá přímého rozprostření jeho spektra.
- 2. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky podle nároku 1, vyznačující se tím, že posloupnost taktovacího signálu pro řízení magnetizace feromagnetického snímacího elementu (1.1) je pseudonáhodná, je generována podle pevného algoritmu aje složena z opakující se posloupnosti nul a jedniček.
- 3. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky podle nároku1 nebo 2, vyznačující se tím, že pracovní frekvence řídicí jednotky (3.1) je odvozena z taktovacího obvodu (3.3) s periodickým signálem, který je napojen na řídicí jednotku (3.1) s algoritmem pro generování pseudonáhodné posloupnosti signálu řídicího magnetizaci, který je v ní naprogramován, přičemž taktovací signál magnetizace je pak přiveden do budiče (2.2) magnetizace, načež z něj je pak magnetizační impuls přiveden na AMR senzor (2.0), kde je realizována magnetizace AMR senzoru (2.0) pseudonáhodným signálem s rozprostřeným spektrem.
- 4. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky podle nároků la2, vyznačující se tím, že řídicí jednotka (3.1) a AMR senzor (2.0) mají taktovací obvod (3.3) jako společný zdroj použitého signálu s rozprostřením spektra, přičemž taktovací obvod (3.3), na základě rozprostření svého taktovacího signálu jako generátor posloupnosti pro taktovací signál pro řízení magnetizace AMR senzoru (2.0) s rozprostřeným spektrem, je připojen k řídicí jednotce (3.1).
- 5. Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky podle nároků2 až 4, vyznačující se tím, že pseudonáhodná posloupnost pro řízení magnetizace v obvodu (2.3) nebo vtaktovacím obvodu (3.3) řídicí jednotky (3.1) a to i v průběhu činnosti tohoto zařízení má i proměnlivý charakter.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-70A CZ201470A3 (cs) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2014-70A CZ201470A3 (cs) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ305322B6 true CZ305322B6 (cs) | 2015-07-29 |
| CZ201470A3 CZ201470A3 (cs) | 2015-07-29 |
Family
ID=53677749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2014-70A CZ201470A3 (cs) | 2014-01-30 | 2014-01-30 | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ201470A3 (cs) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2217846C1 (ru) * | 2002-04-08 | 2003-11-27 | Войсковая часть 35533 | Магниторезистивный датчик |
| DE102006037739A1 (de) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens, insbesondere zur Erkennung biochemischer Moleküle, und mit dieser Vorrichtung ausführbare Analyseverfahren |
| RU2347302C1 (ru) * | 2007-09-11 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" | Магниторезистивный датчик |
| KR20100048803A (ko) * | 2008-10-31 | 2010-05-11 | 서울대학교산학협력단 | 자기저항 측정을 통한 토크마그네토미터의 포화자기값과 자기이방성상수의 측정방법 |
| US20110227569A1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Yongyao Cai | Magnetometer |
| EP2667213A1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-11-27 | Jiangsu Multidimensional Technology Co., Ltd | Independently packaged bridge type magnetic field sensor |
-
2014
- 2014-01-30 CZ CZ2014-70A patent/CZ201470A3/cs not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2217846C1 (ru) * | 2002-04-08 | 2003-11-27 | Войсковая часть 35533 | Магниторезистивный датчик |
| DE102006037739A1 (de) * | 2005-08-12 | 2007-02-15 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Durchführung eines Analyseverfahrens, insbesondere zur Erkennung biochemischer Moleküle, und mit dieser Vorrichtung ausführbare Analyseverfahren |
| RU2347302C1 (ru) * | 2007-09-11 | 2009-02-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" | Магниторезистивный датчик |
| KR20100048803A (ko) * | 2008-10-31 | 2010-05-11 | 서울대학교산학협력단 | 자기저항 측정을 통한 토크마그네토미터의 포화자기값과 자기이방성상수의 측정방법 |
| US20110227569A1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Yongyao Cai | Magnetometer |
| EP2667213A1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-11-27 | Jiangsu Multidimensional Technology Co., Ltd | Independently packaged bridge type magnetic field sensor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ201470A3 (cs) | 2015-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7333394B2 (ja) | 磁場強度を生成および制御するためのデバイスおよび方法 | |
| US9087593B2 (en) | Random bit generator that applies alternating current (AC) to magnetic tunnel junction to generate a random bit | |
| KR102043035B1 (ko) | 물체의 회전을 감지하기 위한 자기장 센서 | |
| Singh et al. | Enhanced power and electromagnetic SCA resistance of encryption engines via a security-aware integrated all-digital LDO | |
| EP2790030B1 (en) | Magnetic field sensing device | |
| Bradbury et al. | Stark tuning of donor electron spins in silicon | |
| Cai et al. | Collapse of skyrmions in two-dimensional ferromagnets and antiferromagnets | |
| KR20070047214A (ko) | 소비 전력 해석 대책 기능을 갖는 반도체 장치 | |
| TWI487266B (zh) | 用以驅動多相無刷dc馬達之電路及方法 | |
| CN104982095A (zh) | 用于集成电路的基于双随机位生成器的防篡改系统 | |
| CN109959881A (zh) | 磁传感器、半导体装置以及电气设备 | |
| US20030154389A1 (en) | Method and arrangement for increasing the security of circuits against unauthorized access | |
| TW201541283A (zh) | 旁通道攻擊之檢測裝置、基於旁通道攻擊之檢測裝置之旁通道攻擊之檢測方法 | |
| CN112165251A (zh) | 用于安全系统的电荷分配控制 | |
| CZ305322B6 (cs) | Magnetometr se zabezpečením proti vyhledání radioelektronickými prostředky | |
| Barua et al. | PreMSat: Preventing magnetic saturation attack on hall sensors | |
| Horváth et al. | Synchronization in cellular spin torque oscillator arrays | |
| Nikitin et al. | Asymmetric bistable systems subject to periodic and stochastic forcing in the strongly nonlinear regime: Switching time distributions | |
| CN107577964B (zh) | 基于随机序列干扰和门电路路径约束的电磁信息隐藏方法 | |
| US20160139190A1 (en) | Sensor Incorporating Multiferroic Materials For Detecting Both Electric and Magnetic Fields | |
| Li et al. | Sensitivity and resolution enhancement of coupled-core fluxgate magnetometer by negative feedback | |
| CN206132282U (zh) | 压力传感器设备 | |
| JP5482048B2 (ja) | 集積回路および電子機器 | |
| Piquerel et al. | Phase dependence of microwave-assisted switching of a single magnetic nanoparticle | |
| US20230027416A1 (en) | Method for detecting perturbations in a logic circuit and logic circuit for implementing this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20240130 |