專利名稱：光盤偏心的測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤偏心的測(cè)量方法，特別涉及一種基于聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)道跟蹤誤差信號(hào)來測(cè)量光盤偏心的方法。
背景技術(shù)：
偏心ECC(Eccentricity)是用來衡量光盤質(zhì)量的非常重要的指標(biāo)，它是指光盤信道幾何中心與盤中心孔幾何中心之間的偏差。在驅(qū)動(dòng)器中光學(xué)頭讀取信息時(shí)，軌道跟蹤伺服機(jī)構(gòu)使光學(xué)頭在半徑方向快速移動(dòng)，跟隨軌道讀出信息。由于徑向跟蹤伺服機(jī)構(gòu)的跟蹤能力和頻率響應(yīng)有一定的范圍，而光學(xué)頭的惰性又會(huì)限制伺服機(jī)構(gòu)的反應(yīng)速度，因此偏心值太高會(huì)影響光學(xué)頭的軌道跟蹤。紅皮書規(guī)定CD唱盤的偏心指標(biāo)范圍是±70μm，黃皮書規(guī)定CD-ROM盤片的偏心指標(biāo)范圍是±50μm。這是因?yàn)镃D-ROM的隨機(jī)訪問情況比CD多。偏心值高使得軌道搜索困難，導(dǎo)致了隨機(jī)訪問時(shí)間的增加。在實(shí)際中，往往由于信息軌道的損壞使驅(qū)動(dòng)器難以鎖定軌道，這種情況的出現(xiàn)也與偏心值太高有關(guān)。事實(shí)上以上指標(biāo)是在一倍速的情況下制定的，而目前的光盤讀寫速度往往是幾十倍速(如8×、12×、16×、24×、32×等)。在驅(qū)動(dòng)器跟蹤能力不變的情況下，這意味著速度每增加一倍，偏心指標(biāo)要求縮小一半。因此，盤片復(fù)制廠必須重視盤片的偏心指標(biāo)，努力使偏心值降到最小，以適應(yīng)高速讀寫盤片的要求。復(fù)制盤偏心的產(chǎn)生往往由于壓模(Stamper)的偏心，因此，加工壓模的單位在沖中心孔時(shí)一定要嚴(yán)格控制偏心。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為了解決光盤偏心測(cè)量的技術(shù)問題提供了一種基于聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)道跟蹤誤差信號(hào)來測(cè)量光盤偏心的方法。
本發(fā)明為了解決光盤偏心測(cè)量的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種光盤偏心測(cè)量方法，該測(cè)量方法包括a.將光盤伺服系統(tǒng)設(shè)置為聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)狀態(tài)；b.獲得光盤伺服系統(tǒng)在讀取預(yù)檢測(cè)光盤時(shí)產(chǎn)生的道跟蹤誤差信號(hào)，并確定道跟蹤誤差信號(hào)中高頻段的正弦波數(shù)量；c.將正弦波數(shù)量乘以軌道間距，以確定預(yù)檢測(cè)光盤的偏心值。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，步驟b中，包括將光盤伺服系統(tǒng)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為一倍速，利用足夠高的采樣頻率f采集道跟蹤誤差信號(hào)以獲得采樣數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，道跟蹤誤差信號(hào)為預(yù)檢測(cè)光盤旋轉(zhuǎn)多周的道跟蹤誤差信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，在步驟b中進(jìn)一步包括在采樣處理前對(duì)多個(gè)道跟蹤誤差信號(hào)進(jìn)行低通濾波。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，在步驟b中，進(jìn)一步包括對(duì)采樣數(shù)據(jù)取平均，以獲得零電平；確定所有過零采樣點(diǎn)及對(duì)應(yīng)兩相鄰過零采樣點(diǎn)的過零間隔；在每預(yù)定數(shù)量k的采樣點(diǎn)中確定最大的過零間隔，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)段作為標(biāo)志段；計(jì)算每相鄰兩個(gè)標(biāo)記段的過零采樣點(diǎn)數(shù)量并求平均值；以及將平均值除以2，以確定正弦波數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，預(yù)定數(shù)量k為預(yù)檢測(cè)光盤旋轉(zhuǎn)半周的采樣點(diǎn)數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，預(yù)定數(shù)量k由觀察道跟蹤誤差信號(hào)的波形確定。
根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，預(yù)定數(shù)量k由預(yù)檢測(cè)光盤的角速度ω和采樣頻率f確定，其中k=πfω.]]>根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，預(yù)定數(shù)量k由預(yù)檢測(cè)光盤的角速度ω和采樣頻率f確定，其中πfω<k<2πfω.]]>根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例，確定光盤伺服系統(tǒng)的機(jī)芯偏心，并依據(jù)機(jī)芯偏心對(duì)預(yù)檢測(cè)光盤的偏心值進(jìn)行校正。
上述方法的有益效果是本發(fā)明提出的偏心測(cè)量方法只需采集聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)跟蹤誤差信號(hào)，適用于彈性實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)參數(shù)可調(diào)，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速及光頭的位置可調(diào)。操作簡(jiǎn)單，適用于所有盤片的測(cè)量，具有較高的精度。

圖1是盤片旋轉(zhuǎn)一周的TE信號(hào)；
圖2是盤片旋轉(zhuǎn)多周的TE信號(hào)；圖3是偏心實(shí)驗(yàn)值與實(shí)際值對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的技術(shù)方案是將盤片伺服系統(tǒng)設(shè)置為聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)狀態(tài)，此時(shí)信道跟蹤光斑每掃過一個(gè)信息軌道，道跟蹤誤差信號(hào)(TE信號(hào))就產(chǎn)生一個(gè)正弦波。當(dāng)主軸電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而滑動(dòng)電機(jī)靜止時(shí)，若所測(cè)盤片存在偏心，那么當(dāng)盤片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，光斑會(huì)掃過不止一個(gè)信息軌道。對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)分析可知，盤片旋轉(zhuǎn)一周會(huì)經(jīng)歷密集過道-稀疏過道-密集過道-稀疏過道的過程，即經(jīng)過兩次密集過道，兩次稀疏過道的過程。高頻段的過道數(shù)可近似為轉(zhuǎn)一周的過道數(shù).如圖1所示，圖1是盤片旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的TE信號(hào)，該TE信號(hào)具有兩個(gè)高頻段(光斑密集過道)，兩個(gè)低頻段(光斑稀疏過道)，它們相互交替發(fā)生。其中兩個(gè)低頻段(下面稱為標(biāo)志段)之間的高頻段中的正弦波個(gè)數(shù)即為光斑密集過道數(shù)，光斑密集過道數(shù)乘以軌道間距即為光盤預(yù)刻槽幾何中心與盤中心孔幾何中心間的偏差，即光盤偏心值。
由于在實(shí)際情況下很難精確控制使光盤恰好旋轉(zhuǎn)一周，因此只能通過對(duì)光盤旋轉(zhuǎn)多周時(shí)得到的TE信號(hào)(如圖2)進(jìn)行處理，找出每個(gè)標(biāo)志段，算出相鄰兩個(gè)標(biāo)志段之間的正弦波個(gè)數(shù)，求取平均值，從而得到盤片的偏心值。
將主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為近似一倍速，用足夠高的采樣頻率采集TE信號(hào)。將采樣數(shù)據(jù)取平均值，近似作為TE信號(hào)的中心電平，稱之為零電平，TE信號(hào)經(jīng)過零電平稱為過零，每個(gè)正弦波有兩次過零，相鄰兩個(gè)過零點(diǎn)之間的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)稱為過零間隔。
由于標(biāo)志段的過零間隔遠(yuǎn)大于高頻段的過零間隔，這是找出標(biāo)志段區(qū)別于高頻段的最關(guān)鍵特征，依據(jù)這個(gè)特征最終能算出光盤的偏心。對(duì)于不同盤片，偏心程度不同，在同一采樣頻率條件下采集的TE信號(hào)標(biāo)志段的過零間隔也不同。受實(shí)際條件限制，即使同一張光盤的TE信號(hào)每個(gè)標(biāo)志段中的過零間隔也是不相同，因此必須找到一個(gè)相對(duì)不變的參數(shù)，依據(jù)這個(gè)參數(shù)算出標(biāo)志段中的過零間隔。下面是找出這個(gè)相對(duì)不變的參數(shù)的理論分析過程。
假設(shè)采集卡以頻率f對(duì)TE信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣點(diǎn)數(shù)為N，盤片轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，則盤片轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n為n=N1f2πω=Nω2πf---1]]>盤片轉(zhuǎn)半圈占用的采樣點(diǎn)數(shù)kk=N2n=πfω---2]]>由式1、2可以看出，在實(shí)驗(yàn)條件不變時(shí)，即f、N、ω不變時(shí)，盤片轉(zhuǎn)半圈占用的采樣點(diǎn)數(shù)k是不變的，即兩個(gè)相鄰標(biāo)志段之間采樣點(diǎn)數(shù)目是不變的。k與f、N、ω都有關(guān)，而實(shí)際中影響ω的因素很多，并且難以確定，這里沒有必要精確測(cè)量，可以通過直接觀察波形圖中有幾個(gè)標(biāo)志段，近似求出k值。k個(gè)采樣點(diǎn)中過零間隔最大的位置對(duì)應(yīng)的就是標(biāo)志段，然后通過數(shù)據(jù)處理得到每?jī)蓚€(gè)相鄰標(biāo)志段之間的過零次數(shù)，過零次數(shù)除以2為光盤旋轉(zhuǎn)一周循跡光斑的密集過道數(shù)目，將密集過道數(shù)乘以軌道間距即為所測(cè)光盤的偏心值。
當(dāng)實(shí)驗(yàn)條件變化時(shí)，若f、ω的變化較小，例如光頭在內(nèi)圈和外圈之間的切換，或光盤質(zhì)量的變化等情況下，k的變化可以忽略。當(dāng)f、ω有較大變化時(shí)，可以通過改變采樣點(diǎn)數(shù)目N使k保持不變。因此采用這種方法，不論實(shí)驗(yàn)參數(shù)怎么變化，只需標(biāo)定一次k即可。
在本實(shí)施例中，本發(fā)明確定光盤偏心的方法包括讀取采集到的TE信號(hào)，顯示波形圖；觀察波形圖，得到盤片轉(zhuǎn)半圈經(jīng)過的采樣點(diǎn)數(shù)k，為了使每k個(gè)點(diǎn)中都只包含一個(gè)標(biāo)志段，將k稍微增大一些，使N2n<k<Nn.]]>若f、N、ω已知，可由式1、2代入、ω算出k，不過在此之后也需稍微加大k值；由于TE信號(hào)高頻段頻率在2kHZ左右，采樣頻率為30kHZ，為避免高頻信號(hào)擾亂TE信號(hào)的過零次數(shù)，對(duì)TE信號(hào)進(jìn)行低通濾波，截至頻率設(shè)為5kHZ左右；求濾波后TE信號(hào)的平均值，將其定為零電平，確定所有過零采樣點(diǎn)，及對(duì)應(yīng)兩相鄰過零采樣點(diǎn)的過零間隔；找出每k個(gè)采樣點(diǎn)中的最大過零間隔，其對(duì)應(yīng)的信號(hào)段即為標(biāo)志段；
算出每?jī)蓚€(gè)相鄰標(biāo)志段之間的過零次數(shù)，并求平均值。平均值除以2，即為光盤旋轉(zhuǎn)一周的平均過道數(shù)；將光盤旋轉(zhuǎn)一周的過道數(shù)乘以信息軌道間距，即為光盤偏心值。
需要注意的是，若驅(qū)動(dòng)器機(jī)芯存在偏心，必須先測(cè)出機(jī)芯的偏心，求出校正系數(shù)，所測(cè)得的光盤偏心值經(jīng)過校正后才是實(shí)際的光盤偏心值。
在實(shí)驗(yàn)中，硬件部分使用研華公司研發(fā)生產(chǎn)的PCI1712數(shù)據(jù)采集卡采集TE信號(hào)，軟件部分應(yīng)用LABVIEW控制采集卡狀態(tài)，將CD-R盤片測(cè)試系統(tǒng)置于聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)狀態(tài)，TE信號(hào)頻率為低頻信號(hào)，通過由采集卡AI模擬輸入通道采用DMA方式用30kHZ或更高的采樣頻率采集TE信號(hào)，然后對(duì)采樣的數(shù)據(jù)作分析處理。為方便計(jì)算，避免錯(cuò)誤，在采集的同時(shí)將采樣的TE數(shù)據(jù)存在文本文件中，采樣結(jié)束后釋放采集卡的緩沖區(qū)，關(guān)閉采集卡，再對(duì)文本中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
選取不同偏心值的ABEX標(biāo)準(zhǔn)偏心盤來驗(yàn)證本方法，每張標(biāo)準(zhǔn)盤測(cè)量十次，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的偏心值與標(biāo)準(zhǔn)盤實(shí)際偏心值對(duì)比結(jié)果見圖3，圖中選取了四張標(biāo)準(zhǔn)偏心盤的測(cè)量對(duì)比結(jié)果，縱坐標(biāo)為偏心值，橫坐標(biāo)為測(cè)量次數(shù)，“+”表示的值為實(shí)驗(yàn)所測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)盤偏心值，“.”為標(biāo)準(zhǔn)盤的實(shí)際偏心值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明方法得到的實(shí)驗(yàn)值和實(shí)際值基本吻合，誤差很小。
本發(fā)明提出的偏心測(cè)量方法只需采集聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)跟蹤誤差信號(hào)，適用于彈性實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)參數(shù)可調(diào)，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速及光頭的位置可調(diào)。操作簡(jiǎn)單，適用于所有盤片的測(cè)量，具有較高的精度。
上述的詳細(xì)描述僅是示范性描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明所保護(hù)的范圍和精神的情況下，可根據(jù)不同的實(shí)際需要設(shè)計(jì)出各種實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種光盤偏心測(cè)量方法，其特征在于所述測(cè)量方法包括a.將光盤伺服系統(tǒng)設(shè)置為聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)狀態(tài)；b.獲得所述光盤伺服系統(tǒng)在讀取預(yù)檢測(cè)光盤時(shí)產(chǎn)生的道跟蹤誤差信號(hào)，并確定所述道跟蹤誤差信號(hào)中高頻段的正弦波數(shù)量；c.將所述正弦波數(shù)量乘以軌道間距，以確定所述預(yù)檢測(cè)光盤的偏心值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于在所述步驟b中，包括將所述光盤伺服系統(tǒng)的主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為一倍速，利用足夠高的采樣頻率f采集所述道跟蹤誤差信號(hào)以獲得采樣數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量方法，其特征在于在所述步驟b中進(jìn)一步包括在采樣處理前對(duì)所述道跟蹤誤差信號(hào)進(jìn)行低通濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的測(cè)量方法，其特征在于所述道跟蹤誤差信號(hào)為所述預(yù)檢測(cè)光盤旋轉(zhuǎn)多周的道跟蹤誤差信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的測(cè)量方法，其特征在于在所述步驟b中，進(jìn)一步包括對(duì)所述采樣數(shù)據(jù)取平均，以獲得零電平；確定所有過零采樣點(diǎn)及對(duì)應(yīng)兩相鄰過零采樣點(diǎn)的過零間隔；在每預(yù)定數(shù)量k的采樣點(diǎn)中確定最大的過零間隔，并將對(duì)應(yīng)信號(hào)段作為標(biāo)志段；計(jì)算每相鄰兩個(gè)標(biāo)記段的過零采樣點(diǎn)數(shù)量并求平均值；以及將所述平均值除以2，以確定所述正弦波數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量方法，其特征在于所述預(yù)定數(shù)量k為所述預(yù)檢測(cè)光盤旋轉(zhuǎn)半周的采樣點(diǎn)數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量方法，其特征在于所述預(yù)定數(shù)量k由觀察所述道跟蹤誤差信號(hào)的波形確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量方法，其特征在于所述預(yù)定數(shù)量k由所述預(yù)檢測(cè)光盤的角速度ω和所述采樣頻率f確定，其中k=πfω.]]>
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量方法，其特征在于所述預(yù)定數(shù)量k由所述預(yù)檢測(cè)光盤的角速度ω和所述采樣頻率f確定，其中πfω<k<2πfω.]]>
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量方法，其特征在于所述測(cè)量方法進(jìn)一步包括確定所述光盤伺服系統(tǒng)的機(jī)芯偏心，并依據(jù)所述機(jī)芯偏心對(duì)所述預(yù)檢測(cè)光盤的偏心值進(jìn)行校正。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光盤偏心測(cè)量方法，該測(cè)量方法包括將光盤伺服系統(tǒng)設(shè)置為聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)狀態(tài)；獲得光盤伺服系統(tǒng)在讀取預(yù)檢測(cè)光盤時(shí)產(chǎn)生的道跟蹤誤差信號(hào)，并確定道跟蹤誤差信號(hào)中高頻段的正弦波數(shù)量；將正弦波數(shù)量乘以軌道間距，以確定預(yù)檢測(cè)光盤的偏心值。本發(fā)明的偏心測(cè)量方法只需采集聚焦閉環(huán)循跡開環(huán)跟蹤誤差信號(hào)，適用于彈性實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)參數(shù)可調(diào)，主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速及光頭的位置可調(diào)。操作簡(jiǎn)單，適用于所有盤片的測(cè)量，具有較高的精度。
文檔編號(hào)G11B7/095GK101059971SQ20061006044
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2006年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月20日
發(fā)明者高金路, 馬建設(shè), 李揮, 齊國(guó)生, 張磊, 秦利琴, 袁海波, 陳慕羿 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院, 清華大學(xué)深圳研究生院