本指导性技术文件提供了90mm可擦写/只读盒式光盘的测量技术指南。 GB/Z 18390-2001 信息技术 90mm盒式光盘测量技术指南 GB/Z18390-2001 标准下载解压密码：www.bzxz.net

ICS35.220.30
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件GB/Z18390-2001
idtISO/IECTR13841:1995
信息技术90mm盒式光盘测量
技术指南
Information technology-Guidance on measurementtechniques for 90 mm optical disk cartridges2001-07-16发布
中华人民共和国
国家质量监督检验检疫总后
2002-05-01实施
GB/z18390—2001
本指导性技术文件等同采用国际标准ISo/ECTR13841：1995《信息技术90mm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A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F、附录H是标准的附录；附录G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、戎伦、葛启涵、张鹰。I
-iiKAoNiKAca
GB/Z18390—2001
ISO/IEC前言
ISO（国际标准化组织）和IEC(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。ISO或EC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。ISO和IEC的技术委员会在共同感兴趣的领域内合作，其他与ISO和IEC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，ISO和IEC已建立了一个联合技术委员会ISO/IECJTC1。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：
一形式1，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。一形式2，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。
一形式3，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1和形式2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3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。ISO/IECTR13841是形式3的技术报告，由ISO/IECJTC1联合技术委员会信息技术分委会编制。
1概述
中华人民共和国国家标准化指导性技术文件信息技术90mm盒式光盘测量
技术指南
Information technologyGuidance on measurementtechniques for 90 mm optical disk cartridges1.1范围
GB/Z18390—2001
idtIS0/IECTR13841:1995
本指导性技术文件提供了90mm可擦写/只读盒式光盘的测量技术指南。1.2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。1.3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。GB/T17234一1998信息技术数据交换用90mm可重写/只读盒式光盘(idtISO/IEC10090.1992)
1.4定义
本指导性技术文件的定义与GB/T17234完全相同。2测量环境
2.1概述
本指导性技术文件提供了3种测量环境。在第5章的每一条中可能会引用以下定义的3种测量环境之一，除非另有说明，测量环境A基本上可用于第5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。
2.2测量环境A
测量环境A与GB/T17234中规定的测试环境相同。温度：23℃±2℃
相对湿度：45%~55%
大气压力：60kPa～106kPa
净化级别：100000级
磁场强度32000A/mmax.
2.3测量环境B
测量环境B用于最高温界区的测量。中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局2001-07-16批准-KAONiKAca-
2002-05-01实施
温度：50℃士2℃
相对湿度：无特殊要求
大气压力：无特殊要求
净化级别：100000级
磁场强度：32000A/mmax.
2.4测量环境C
GB/Z18390—2001
(除非另有说明)
测量环境C用于不同温界区的测试。该测试环境范围值与GB/T17234中规定的操作环境相同。温度：5℃±2℃，23℃±2℃，50℃±2℃相对湿度：无特殊要求
大气压力：无特殊要求
净化级别：100000级
磁场强度32000A/mmax.
3测量的建立
3.1概述
（除非另有说明)
用于测量光盘的驱动器应在测量光盘前进行校准。在3.3中叙述了适用于激光功率校准的典型校准光盘。
3.2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（P/T）为：P/T =6*SD/T<0.2
式中：SD标准偏差；bZxz.net
T一容差，其值为技术规范中的上下限之差。以反射率为例：
P/T=6*SD/(0.29-0.14)<0.2即8D<0.005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。3.3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(RCJ)提供，其地址是：RCJ，1-1-2HachimanHigasshikurumeTokyo,Japan，并可在2002年前按编号JCM6272订购获得。3.4测量区域
除非另有说明，GB/T17234要求光盘应在整个盘片区域都满足技术规范（见GB/T17234—1998的附录R）。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：（A）对于读功率，窄带信噪比，扇区标头信号（I，Ianax/amm），推信号以及ROM区的跨道信号，最关键的测量区域是光盘最内圈（R一24mm）。(B）对应于控制轨道数据（R=24mm，30mm，40mm）的写功率和擦功率。(C）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（R=40mm）。（D）对于盘片反射率，MO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（R=24mm,40mm)
(E）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。3.5参考伺服
GB/T17234规定在测量条件下光盘的旋转频率为30Hz，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GB/T17234—1998中的9.5和11.4）。测量信号时，光束的焦点与信道中心的径向导址误差比测量径向加速度时小得多。这是由2
GB/Z18390—2001
GB/T17234一1998中的20.2.4条所提供的强伺服来实现的。所以0.1μm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（C=3)作为参考伺服，转速为30Hz的这种强伺服的0交界频率是1500Hz，并且这种强伺服的加速交界频率是870Hz。表1列出了其他转速频率的相应值。表1用于测量伺服的常量表
用干会考的0交界
间服频率
低频加速度
注：阴影部分的值是中参考伺服计算而来的，4测量技术项目
4.1概述
信号伺服举例
心交界频率
加速度
4.2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：(1）定义和测量技术的指南
(2）测量技术指南。
4.2测量项目表
GB/T17234中的章条号
24.3.2/24.4.1
5测量技术
5.1快门开启力
5.1.1定义
快门开启力
夹持力
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
MO的不平衡性
窄带信噪比
分组情况
章条号
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。
-KANiKAca-
5.1.2测量过程
GB/Z18390-—2001
图1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H。盒
张力计
型号：1eclockDT-1000
图1测量装置示例
5.2夹持力
5.2.1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GB/T17234一1998的附录K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。
5.2.2测量过程
（1）为盘毂准备一块磁性材料以提供将其吸附在GB/T17234一1998的附录K中所规定的测量仪上的4.5N的力。
(2）将该材料固定在非磁性的盘毅上并保证包含盘基和该材料在内的高度值为(1.2士0.01）mm。(3）将盘片夹持在测量仪的转台上。（4）通过拖出盘片测量夹持力。5.3倾角
5.3.1引言
在GB/T17234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GB/T17234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。5.3.2测量方法1
该法沿用已久，其测量原理如图21所示。当我们将小功率的He-Ne激光作为光源时，测量用的光点直径大约为1mm，这样该方法与GB/T17234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：
（A）当测量盘片最外区域时光点直径应控制在1mm的范围内。(B）当倾角增加时，误差的增加取决于盘基的厚度。采用说明：
1］ISO/IECTR13841中，此处为图3，在本指导性技术文件中根据前后文意思，改为图2。4
5.3.3测量方法2
GB/Z18390—2001
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1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31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（邮）或沿切向的倾角（）可通过轴向两分离点（A1,B或A2,A,)之差和距离(l。或1)的值进行计算。切向倾角：
径向倾角：
那么，合成角（倾角)是，
倾角：
轴向偏差Dg
采用说明：
po=tan-1(△do/to)
-tan-1((DA1 - DA2)/1,2)
=tan-1(△d r/1,)
-tan-1((D A1 - DB)/t,)
=十）
光点大小~1.0 mm
半反谎、
歡光游
位置传感器
倾角的直接测量（测量方法1)
盘片的参考面
图3由轴向偏差测量倾角（测量方法2）1ISO/IECTR13841中，此处为图2，在本指导性技术文件中根据前后文意思，改为图3。2］ISO/IECTR13841中，此处为l，在本指导性技术文件中根据前后文意思，改为lo。5
-KANiKAca-
GB/Z18390—2001
由于以下原因在使用上述公式时应加以注意，（A）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1。，，）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(B）测量每1mm间距的倾角，5μm的轴向偏差值应对应规范中的5mrad，因此，测量精度不容忽视。5.4轴向和径向加速度
5.4.1引言
GB/T17234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25%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25%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4和图5）。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4表明在600Hz的环增益下允许加速度达17.5m/s而在1000Hz的环增益时允许盘片只有0.8μm的移动。从上述考虑，GB/T17234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。400F
ai/期
加避度
频率/H2
最大加速度：10m/g
FO: 870 Hz
加速度呼值：17.5ms
剩余何脏误差 1 μm
伺胫环增益
图4加速度与伺服环增益之比
'ititt
TTT宁
偏差/μm
加速度/n/s
剩余误差/m
偏差/um
加速度/m/s2
剩余误差/μm
5.4.2测量系统
GB/Z18390—2001
情况A：盘片只有轴向偏差的低频成分时轴向镐差/μm
抽向加速度/m/s2
轴向跟踪误差/um
情况B：盘片具有轴向偏差的高低频成分时轴向偏差/μm
轴向加速度/m/s
轴向跟踪误差/μm
图5盘片机械特性的模拟
图6给出了测量系统（该图是GB/T17234附录中图C2和图C4的综合），在图C2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1kHz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C4中，标明了实际的伺服传递函数而且伺服的误差信号7
-KANiKAca-
GB/Z18390—2001
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C2，在高频时用图C4，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600Hz的1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，G1是频带为100kHz传递函数的传感器系统的单元，G2和G3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。批片
物镜运动
传感器
低通滤被器
执行机构
补偿器
5.4.3过程1：低通测量系统
误差传感器
可变增遗
放大器
图6测量系统
la）校准非接触传感器增益。
1b）测量误差信号增益：
方法A（轴向增益）
使盘片停转。
关闭轴向和径向伺服。
尚通滤被馨
利用机械慢动装置粗移盘片并将盘片放在轴向误差信号e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e.的中心。一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士1μm并测量这些点的增益。方法B(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z时，利用静电容量非接触传感器探测物镜的运动并在1μm处测量增益。
方法C(径向增益）
使盘片停转。
启动轴向伺服。
GB/Z18390—2001
一在径向执行机构加斩波使其移动。为径向误差信号e获取相邻两个周期偏差在3%内的波形，并将一个周期视为1.6μm，在距台面中心士0.1um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D(径向增益)
使盘片停转。
启动轴向和径向伺服。当偏置电压到0时，利用静电容量非接触传感器探测物镜的运动并测量1um处的增益。
1c）调整可变增益AMP使之与非接触传感器的误差信号匹配。若方法B可用于增益测量，建议输入100Hz的正弦波到z并调整可变增益以便信号变为0。1d）完成一个参考伺服模似滤波器。为了使1/(1十H.)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7和图8分别给出了用于轴向和径向的模拟滤波器的范例。图9和图10是这两种滤波器的模拟结果。1e）完成一个低通滤波器。作为交界限界的1阶滤波器要求其载止频率为600Hz，这里的截止频率和增益必须与精度为3%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。5.4.4过程2：高通测量系统
2a）传感器系统的增益：
像低通测量系统那样调整可变增益AMP。2b）传递函数偏差：
从z施加一个激励信号并测量从z到e的传输特性：ea/z=1/(1+Gi×G2XGs)=1/(1+H.)高通测量中的高通滤波器的截止频率为600Hz，因此测量系统应在200Hz以上的频率段运行。运用FFT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：考患到测量频域较宽，可通过步进方式逐步改变每一频率段的激励信号幅值来改善测量精度。在测量中一定要保证伺服环的每一部分都没有饱和。2c）完成(1+H，)/(1十H。)校正滤波器。2d）完成高通滤波器：
作为交界限带的1阶滤波器要求其载止频率为600Hz，这里的截止频率和增益必须与精度为3%的低通测量系统的低通滤波器一致。工揽地
TLO8IC
TLOB1C
0. 027 μ
图7轴向使用的1/(1+H，）滤波器示例-KANiKAca-
TL081C
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