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中华人民共和国国家标准化指导性技术文件信息技术盒式光盘测量技术指南发布实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局发布前言本指导性技术文件等同采用国际标准信息技术盒式光盘测量技术指南是在该国际标准译文的基础上通过分析研究并对词汇格式进行标准化处理后编制而成的在采用国际标准时更正了原国际标准文本中的一些笔误和错误本指导性技术文件的附录附录附录附录附录附录附录是标准的附录附录是提示的附录本指导性技术文件由中国航空工业总公司提出本指导性技术文件由全国信息技术标准化技术委员会归口本指导性技术文件起草单位北京航空航天大学电子科技大学本指导性技术文件主要起草人王睿戎霭伦葛启涵张鹰前言国际标准化组织和国际电工委员会形成了一个世界范围内的标准化专门系统或的成员国通过由处理特殊技术活动领域的各个组织所建立的技术委员会来参与国际标准的开发和的技术委员会在共同感兴趣的领域内合作其他与和有联络的官方和非官方国际性组织也参与这项工作在信息技术领域和已建立了一个联合技术委员会技术委员会的主要任务是制定国际标准但在特殊的情况下一个技术委员会可以提议发布具有下列某一种形式的技术报告形式为了发布一个国际标准尽管经过反复的努力仍得不到必要的支持形式当该主题仍处于技术发展阶段或由于其他任何原因有可能在将来而不是现在立刻达成国际标准的协议形式当一个技术委员会从通常作为国际标准发布的出版物中收集到不同种类的数据例如技术发展水平形式和形式的技术报告在公布后的三年之内经评议以决定他们能否转化为国际标准对形式的技术报告不必进行评议除非他们提供的数据被认为不再有效或有用是形式的技术报告由联合技术委员会信息技术分委会编制中华人民共和国国家标准化指导性技术文件信息技术盒式光盘测量技术指南中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局批准实施概述范围本指导性技术文件提供了可擦写只读盒式光盘的测量技术指南目的本指导性技术文件所提供的测量技术指南还尚未被工业界所深入了解本指导性技术文件的宗旨在于帮助有关人员了解盘片与驱动器之间的兼容性以及盘片之间驱动器之间的互换性本指导性技术文件在这些方面提供了一些测量的实例和测量技术指南引用标准下列标准所包括的条文通过在本指导性技术文件中引用而构成为本指导性技术文件的条文本指导性技术文件出版时所示版本均为有效所有标准都会被修订使用本指导性技术文件的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性信息技术数据交换用可重写只读盒式光盘定义本指导性技术文件的定义与完全相同测量环境概述本指导性技术文件提供了种测量环境在第章的每一条中可能会引用以下定义的种测量环境之一除非另有说明测量环境基本上可用于第章中的每一条其他附加的测量环境或条件将在所出现的条目中介绍测量环境测量环境与中规定的测试环境相同温度相对湿度大气压力净化级别级磁场强度测量环境测量环境用于最高温界区的测量温度相对湿度无特殊要求大气压力无特殊要求净化级别级磁场强度除非另有说明测量环境测量环境用于不同温界区的测试该测试环境范围值与中规定的操作环境相同温度相对湿度无特殊要求大气压力无特殊要求净化级别级磁场强度除非另有说明测量的建立概述用于测量光盘的驱动器应在测量光盘前进行校准在中叙述了适用于激光功率校准的典型校准光盘测量精度测量装置应具有较高的可再现性和可重复性推荐的运行容差率为式中标准偏差容差其值为技术规范中的上下限之差以反射率为例即在只有单边值限定规范的情况下系统应能分辨出参数规范中的重要数字的数目校准盘光盘驱动器和或测量装置在记录层的激光功率可由校准盘标定注这种校准盒式光盘可由日本电子元件可靠性中心提供其地址是并可在年前按编号订购获得测量区域除非另有说明要求光盘应在整个盘片区域都满足技术规范见的附录本指导性技术文件在以下各项中指出了最关键的测量区域对于读功率窄带信噪比扇区标头信号推挽信号以及区的跨道信号最关键的测量区域是光盘最内圈对应于控制轨道数据的写功率和擦功率对于倾角轴向和径向加速度最关键的测量区域是光盘最外圈对于盘片反射率信号的不平衡性最关键的测量区域是光盘最内圈和最外圈在光盘的内圈和外圈的测量区域和控制区域中测量由槽和扇区标头得到的信号参考伺服规定在测量条件下光盘的旋转频率为并规定了对记录层轴向和径向跟踪的参考伺服的传递函数见中的和测量信号时光束的焦点与信道中心的径向寻址误差比测量径向加速度时小得多这是由中的条所提供的强伺服来实现的所以径向寻址误差值在低于加速交界频率时应增加而在高于加速交界频率的频率范围内应保持不变可通过各种不同的相位补偿器来实现多种强伺服如果使用同类补偿器作为参考伺服转速为的这种强伺服的交界频率是并且这种强伺服的加速交界频率是表列出了其他转速频率的相应值表用于测量伺服的常量表测量技术项目概述中的测量项目表给出了各项的情况该表将这些项目分为两组即定义和测量技术的指南测量技术指南测量项目表中的章条号项目分组情况章条号快门开启力夹持力倾角径向和轴向加速度反射率对心柱槽信号扇区标头信号读功率写功率和擦功率的不平衡性窄带信噪比测量技术快门开启力定义快门开启力定义为快门的重量与开启和或关闭快门时盘盒与快门摩擦力之和的最大力量值该力是推拉快门时在平行于快门的运动方向上测得的但是由驱动机构内快门开启器所产生的摩擦力不含在定义之内测量过程图给出了一种用张力计测量的方法这种测量方法不含快门质量因此测量结果还应加上快门质量值另一测量方法和测量数据见附录图测量装置示例夹持力引言最大允许力的范围是指装载电机或机械装置从夹持一片无机械损坏的盘片到卸下此盘片所用的力夹持力由满足的附录中所规定的盘毂上下限的盘片所校验该项由驱动器设计者确定测量过程为盘毂准备一块磁性材料以提供将其吸附在的附录中所规定的测量仪上的的力将该材料固定在非磁性的盘毂上并保证包含盘基和该材料在内的高度值为将盘片夹持在测量仪的转台上通过拖出盘片测量夹持力倾角引言在中倾角定义为盘片的参考面与入射面之间的夹角在实际测量中当用到从记录面而来的反射光时还要考虑盘基的厚度值测量倾角的方法有多种本指导性技术文件给出了以下两种测量方法第一种方法与中阐述的方法相同即直接用平行光测量倾角第二种方法是利用测量物理性能的特殊光学头来测量倾角测量方法该法沿用已久其测量原理如图所示当我们将小功率的激光作为光源时测量用的光点直径大约为这样该方法与中所定义的很近似在该测量方法中我们还应考虑以下条件采用说明中此处为图在本指导性技术文件中根据前后文意思改为图当测量盘片最外区域时光点直径应控制在的范围内当倾角增加时误差的增加取决于盘基的厚度测量方法这是一种通过轴向偏差值测量倾角的方法为了测出轴向偏差物镜的位置或是由专门设计的具有微传感器的光学头来探测或是通过测量物镜执行机构的电流值来探测这些方法比测量方法都更为方便因为它们同时还可测出其他的机械特性利用轴向偏差值测量倾角的方法的原理如图所示假设有一个几平方毫米的方形平面那么沿径向的倾角或沿切向的倾角可通过轴向两分离点或之差和距离或的值进行计算切向倾角径向倾角那么合成角倾角是倾角采用说明中此处为图在本指导性技术文件中根据前后文意思改为图中此处为在本指导性技术文件中根据前后文意思改为图倾角的直接测量测量方法图由轴向偏差测量倾角测量方法由于以下原因在使用上述公式时应加以注意倾角值是由两不同点的轴向偏差决定的因此估算值对两点间距离的精度有很大的依赖性即两不同点的距离越小估算误差越大相反当两不同点的距离较大时表面粗糙度将影响测量精度因此必须仔细考虑测量条件测量每间距的倾角的轴向偏差值应对应规范中的因此测量精度不容忽视轴向和径向加速度引言中假定光点是借助于轴向和径向伺服机构跟踪盘的信道跟踪精度必须超过读取精度的要求但轴向和径向的运动可能成为达到跟踪精度的一个障碍在低频时伺服系统加以响应物镜跟踪盘的运动并且伺服环增益减少了一部分光点与信道间的距离这意味着盘片在跟踪时运动加快另一方面在高频时伺服系统不予响应盘片以自身的运动来响应跟踪活动作为光盘驱动器的典型伺服特性对于那些在环内相位补偿滤波器中上升到前置转折频率范围的频率值进行倍频将有的环增益同样的当在最大加速度是常数的条件下盘片做正弦运动时频率与振幅的关系为倍频将产生的振幅增加因此由于伺服增益和盘片加速度已经确定在低频时可以估测跟踪加速度见图和图相应地如果我们在低频时只考虑盘片的加速而在高频时只考虑盘片的位移那么可在某种程度上确定光点对轨道的跟踪然而如果我们试图建立用于上述情况的精确规则时就会发现如下问题首先若想独立于频率来测量加速度和位移这两个物理量是很复杂的其次通过加速度和位移是无法精确得知物镜在过零频率附近的过量运动的例如图表明在的环增益下允许加速度达而在的环增益时允许盘片只有的移动从上述考虑利用参考伺服所具有的固有特性规定了伺服偏差规范选择这一规范的原因是在跟踪运动时伺服偏差可直接出现然后即可在全频率范围内估算这一物理量图加速度与伺服环增益之比情况盘片只有轴向偏差的低频成分时情况盘片具有轴向偏差的高低频成分时图盘片机械特性的模拟测量系统图给出了测量系统该图是附录中图和图的综合在图中非接触静电容量传感器的输出加到实际伺服误差信号上其结果输入到具有参考伺服传输特性的滤波器上典型的非接触传感器一般而言是不易做到从低频到高频的精确测量的一般认为低于的运行是合乎需求的因此物镜在伺服的过零频率附近超过盘片移动的运动即使在误差信号上出现也不能由非接触传感器的输出补偿所以测量精度下降在图中标明了实际的伺服传递函数而且伺服的误差信号输入到滤波器中该滤波器特性代表了参考伺服传递函数与实际伺服传递函数的倒数的乘积然而一般来讲很难从高频到低频精确地测量伺服系统的传递函数尤其是对于弹簧片型的执行机构由弹簧和执行机构的运动部分的质量而产生的共振频率是几十赫兹而且不易精确地识别其特性即使对于滑动型执行机构在低频时由于滑杆和滑程有较大的影响也不易很好地识别其特性因为这些原因我们建议这样一个系统其输出在低频时用图在高频时用图这样就可在低频段和高频段做到不受频率的影响而精确地进行测量这里用已装置好的具有相反特性的交界滤波器它们是截止频率为的阶滤波器另外由于在低频时可直接测量物镜的移动盘片移动的低频成分储存于存储器中将被用于实际伺服系统的进给控制是频带为传递函数的传感器系统的单元和分别是伺服环相位补偿单元和执行机构的传递函数单元它们的特性取决于所用装置的类型图测量系统过程低通测量系统校准非接触传感器增益测量误差信号增益方法轴向增益使盘片停转关闭轴向和径向伺服利用机械慢动装置粗移盘片并将盘片放在轴向误差信号中心的附近利用压电元件慢慢移动盘片并寻找轴向误差信号的中心当台面与槽内的轴向伺服信号之差变大时启动径向伺服用压电元件将盘片从误差信号中心分别移动并测量这些点的增益方法轴向增益使盘片停转启动轴向和径向伺服当施加偏置电压到时利用静电容量非接触传感器探测物镜的运动并在处测量增益方法径向增益使盘片停转启动轴向伺服在径向执行机构加斩波使其移动为径向误差信号获取相邻两个周期偏差在内的波形并将一个周期视为在距台面中心处测量增益注意若在这时观察跨道信号即可以识别台和槽方法径向增益使盘片停转启动轴向和径向伺服当偏置电压到时利用静电容量非接触传感器探测物镜的运动并测量处的增益调整可变增益使之与非接触传感器的误差信号匹配若方法可用于增益测量建议输入的正弦波到并调整可变增益以便信号变为完成一个参考伺服模似滤波器为了使滤波器能精确地模拟低通特性尽管数字滤波器有相对简易的结构我们一般首选模拟滤波器图和图分别给出了用于轴向和径向的模拟滤波器的范例图和图是这两种滤波器的模拟结果完成一个低通滤波器作为交界限界的阶滤波器要求其载止频率为这里的截止频率和增益必须与精度为的高通测量系统的高通滤波器一致注意当盘片没有旋转而进行测量时可使用低功率激光以免使塑料盘基被照射的部分被损坏过程高通测量系统传感器系统的增益像低通测量系统那样调整可变增益传递函数偏差从施加一个激励信号并测量从到的传输特性高通测量中的高通滤波器的截止频率为因此测量系统应在以上的频率段运行运用分析仪的曲线拟合功能所得出的传输特性来确定传递函数注意考虑到测量频域较宽可通过步进方式逐步改变每一频