基于有源屏蔽层的高精度电阻检测电路设计

以聚焦离子束攻击和微探针攻击为主的侵入式物理攻击对芯片信息安全造成了严重威胁,有源屏蔽层作为安全芯片抵御侵入式物理攻击的第1道防线,由金属屏蔽层和完整性检测电路组成.金属屏蔽层用于遮盖安全芯片的关键模块及连接关系,完整性检测电路用于检测金属屏蔽层是否遭受攻击,二者相互配合来达到保护芯片内部敏感信息的目的.针对数字检测电路无法对重布线攻击进行检测的问题,基于GSMC 130 nm 1.5V 4P7M工艺设计了用于检测大面积金属屏蔽层固有电阻变化的电阻检测电路.该电路采用全差分处理架构提高了电阻检测精度,消除了温度漂移误差,同时实现了较低的功耗.基于特定的金属屏蔽层布线方案设计了电阻-电压转换电路,将金属屏蔽层固有电阻变化量转换为电压变化量,并设计了Delta-Sigma调制器和数字处理电路等,对电压变化量进行采样、量化、编码与比较.该电路实现了对包括重布线攻击在内的各类正面侵入式物理攻击的有效检测,提升了有源屏蔽层的防护能力.后仿真结果表明,该电路能对5 mm×5 mm的大面积金属屏蔽层进行电阻检测,能准确识别75 kΩ的金属屏蔽层电阻上发生的低至4Ω的微小变化,并产生高电平报警信号对芯片关键信息进行销毁;电路工作在-40~105℃温度范围内,检测周期为12 ms,检测周期内电路功耗为24.48μW,整体版图面积为370μm×135μm.

有源屏蔽的超导核磁共振成象磁体的设计

本文提出了一种具有有源屏蔽的核磁共振成象(MRI)超导磁体的设计方法。主线圈和屏蔽线圈几何参数的配合应使磁场中的所有12次以下谐波完全消除,以满足MRI装置对磁场均匀度的要求。屏蔽线圈和主线圈的磁矩正好相互抵消,使离磁体较远处的杂散磁场基本消除,以满足对杂散磁场进行屏蔽的要求。屏蔽线圈径向和轴向尺寸的确定综合考虑了屏蔽效果、超导线用量、屏蔽线圈和主线圈间电磁作用力以及低温容器结构尺寸的影响。文章给出了一个设计实例。

有源屏蔽的超导螺线管磁体几何参数的选定

本文通过大量计算和分析,讨论了有源屏蔽的超导螺线管线圈几何参数对超导磁体主要技术和经济指标的影响。讨论包括几何参数对有源屏蔽的效果,超导线圈中最大磁感应强度,超导线的用量,主线圈和屏蔽线圈间电磁作用力的大小,低温容器的外形尺寸及制造费用等的影响。文章最后指出,在所有的几何参数中,屏蔽线圈帮主线圈径向尺寸的比值对超导磁体的技术和经济指标的影响最大。文章给出的有关曲线和数据可供有源屏蔽的超导螺线管磁体设计时参考。

有源屏蔽电容探测器原理分析

从分析电容探测系统电极的自电容、互电容的角度,推导出有源屏蔽电极在理想情况下探测电极与探测基极之间的等效电容计算式;对比分析了有源屏蔽电极探测系统与无屏蔽电极探测系统的等效电容,通过分析发现有源屏蔽电极探测系统的等效固有电容远小于无屏蔽电极的探测系统;通过实验验证了推导结论的正确性.

5T有源屏蔽式超导磁体结构设计

介绍了为兰州Penning离子阱项目专门设计的5T有源屏蔽式超导磁体。为达到物理设计要求的场均匀度,超导磁体有3层共计6个线包组成。同时为了确保线圈绕制的定位精度和在强磁场下的稳定性,绕制骨架采用三筒体结构,模拟计算表明线圈的绝缘和固定结构能够达到强磁场下的电气和机械性能要求。对5T有源屏蔽式超导磁体结构设计材料选择以及线圈的绕制工艺进行了详细的论述。

电动汽车无线充电系统的有源磁屏蔽研究

为了降低电动汽车无线充电过程中车身周围的磁感应强度,本文提出了一种有源线圈屏蔽的方法。首先,建立了有源磁屏蔽系统和无线充电系统的联合模型,推导了有源磁屏蔽系统的理论方法及设计步骤。然后,通过有限元仿真验证了该有源磁屏蔽方法的有效性,最后,设计了一套3.3 kW无线充电系统的有源磁屏蔽台架,成功实现了电动汽车无线充电系统的有源磁屏蔽,并通过进一步优化有源磁屏蔽线圈中的电流幅值和相位,实现了最佳的有源磁屏蔽效果,证明了该有源磁屏蔽理论及设计方法的有效性。

一种道口报警系统的设计

为了提高道口行车及行人的安全性,介绍了一种道口报警系统的设计方案,给出了该系统的总体结构、单片机选型、传感器检测电路、有源屏蔽驱动电路、信号处理电路及软件设计方法。该系统可在检测出行车信号后发出语音报警,并显示列车接近方向及速度,以提醒行人注意安全。测试结果表明,该系统可在列车距离道口1km内报警,报警时间为1min,报警准确率高,抗干扰能力强,性能稳定。

CRT显示器自适应抗磁技术

自适应抗磁技术是研究一种有源的磁屏蔽技术 ,可实时检测来自三维空间的磁场特征 ,同时自适应产生一个反向抵消磁场 ,以达到磁屏蔽的目的。本文详细地介绍了自适应抗磁技术的基本工作原理。

传输无污染的纯净信号——第一线(Synergistic Research)Ted Denney Ⅲ先生

传统的音响线材容易受到无线电波和电磁波的干扰，导致音频信号产生污染，造成令人讨厌的噪声，于是敦早在1996年便开始研究开发有源屏蔽线材。我在刚开始研发有源屏蔽线材的时候，曾经尝试采用电池进行有源屏蔽供电，虽然高频信号的传输得到有效的提升，却在同时会把一些其它的杂讯接收进来，反而会产生一些噪声。于是我放弃使用电池供电，转而采用变压器进行供电，终于获得满意的效果，我们的有源屏蔽技术目前已经发展到最新的第四代产品。