專利名稱：光學頭力矩器動態參數的測試方法
技術領域：
本發明涉及一種光學頭力矩器動態參數的測試方法，尤其涉及光盤驅動器中光學頭力矩器動態參數的測試方法，屬于光存儲設備性能測試技術領域。
背景技術：
在光盤系統中，力矩器是光學頭伺服動作的實際執行部件。其作用在于，根據光學頭在光盤讀取過程中獲取的誤差信號，即聚焦和循跡誤差信號，實時地驅動物鏡運動，使得聚焦光斑能夠克服光盤的起伏振動帶來的光斑在盤片聚焦方向和循跡方向的偏移，從而精確地落在光盤的信息軌道上，實現高質量的數據讀寫。
力矩器的動態性能將直接決定聚焦伺服和循跡伺服系統所能達到的控制精度，是影響光學頭讀取準確性和穩定性的關鍵因素。力矩器的性能測試和質量控制對光學頭的生產和品質保證具有極其重要的意義。力矩器結構復雜，參數眾多，為了合理有效的評價力矩器的工作性能，必須精確的測量力矩器的各種參數，尤其是力矩器的動態參數。
《高密度光盤數據存儲》(清華大學出版社出版，132～141頁，徐端頤著)公開了一種力矩器動態參數的測試方法，該方法為間接測試方法，或者需要附加質量的半直接測試方法，其缺點是測試速度慢，測試精度低，不能精確測定高頻段的動態特性，附加的質量又會影響力矩器本身的動態特性，隨著力矩器工作頻率要求的提高，這些方法無法滿足實際測試的需要。
發明內容
本發明的目的是提出一種光學頭力矩器動態參數的測試方法，將已有的間接測試改變成直接測試，不需要在力矩器上增加任何附件，并提出該測試方法的數據處理過程。
本發明提出的光學頭力矩器動態參數的測試方法，包括以下各步驟(1)在由低到高的不同頻率f下分別輸出固定幅值A的正弦信號；(2)力矩器在上述正弦信號的驅動下產生抖動；(3)使一束激光照射到力矩器物鏡的反射點上，測得物鏡上該反射點處的抖動速度；(4)對上述速度信號進行積分，得到該點在上述頻率f的正弦信號激勵下的位移響應信號Y(f)＝B(f)∠φ(f)，其中B(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下位移響應信號的幅值，φ(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下的位移響應信號與驅動信號之間的相位差；(5)分別繪制力矩器的幅值頻率和相位頻率特性曲線，其中幅值頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的幅值響應 其中相位頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的相位響應φ(f)；(6)在上述幅值頻率特性曲線上，得到下列力矩器動態參數靈敏度為10(G/20)，其中G為幅值頻率特性曲線的縱坐標；一階共振頻率f0與幅值頻率特性曲線的低頻段第一個共振峰對應的橫坐標頻率；一階共振峰值Q0與f0對應的縱坐標和與5Hz對應的縱坐標之差；二階共振頻率f1與幅值頻率特性曲線高頻段的第二個共振峰處對應的橫坐標頻率；二階共振峰值Q1與f1對應的縱坐標和5Hz對應的縱坐標之差；在上述相位頻率特性曲線上，縱坐標即為相應頻率處的相位。
本發明提出的光學頭力矩器動態參數的測試方法，相對于以前使用的間接測試方法，該方法不需使用任何附件，不影響力矩器本身的特性，測試速度快、測試精度高、可以測試低頻至高頻各個頻段的動態特性，全面高精度地測試力矩器的動態性能曲線，得到力矩器的各項動態性能參數，用于評價力矩器的工作性能，實用性強。本發明的方法適用于力矩器的聚焦線圈和循跡線圈，二者測試和處理方法相同。
具體實施例方式
本發明提出的光學頭力矩器動態參數的測試方法，首先在由低到高的不同頻率f下分別輸出固定幅值A的正弦信號；力矩器在上述正弦信號的驅動下產生抖動；使一束激光照射到力矩器物鏡的反射點上，測得物鏡上該反射點處的抖動速度；對上述速度信號進行積分，得到該點在上述頻率f的正弦信號激勵下的位移響應信號Y(f)＝B(f)∠φ(f)，其中B(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下位移響應信號的幅值，φ(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下的位移響應信號與驅動信號之間的相位差；分別繪制力矩器的幅值頻率和相位頻率特性曲線，其中幅值頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的幅值響應 其中相位頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的相位響應φ(f)；在上述幅值頻率特性曲線上，得到下列力矩器動態參數靈敏度為10(G/20)，其中G為幅值頻率特性曲線的縱坐標；
一階共振頻率f0與幅值頻率特性曲線的低頻段第一個共振峰對應的橫坐標頻率；一階共振峰值Q0與f0對應的縱坐標和與5Hz對應的縱坐標之差；二階共振頻率f1與幅值頻率特性曲線高頻段的第二個共振峰處對應的橫坐標頻率；二階共振峰值Q1與f1對應的縱坐標和5Hz對應的縱坐標之差；在上述相位頻率特性曲線上，縱坐標即為相應頻率處的相位。
下面詳細介紹本發明的內容由低到高在對數坐標軸上等間距選取N組頻率值，在這些不同頻率f下分別依次輸出固定幅值A的正弦信號，幅值的選取應保證力矩器能夠正常抖動。將此正弦信號施加在力矩器上，驅動力矩器產生抖動。使一束激光照射到力矩器物鏡的反射點上，要求該點有足夠強的反射光強，利用激光多普勒干涉的原理，動態測得物鏡上該反射點處的抖動速度。對該速度信號進行積分，得到該點在上述不同頻率為f的信號激勵下的位移響應信號為Y(f)＝B(f)∠φ(f)，其中B(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下位移響應信號的幅值，φ(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下的位移響應信號與驅動信號之間的相位差。繪制力矩器的幅值頻率和相位頻率特性曲線，其中幅值頻率特性曲線的橫坐標為正弦驅動信號的頻率f，單位為赫茲(Hz)，橫坐標使用對數坐標，縱坐標為與頻率f相對應的幅值響應 單位為分貝(dB)；其中相位頻率特性曲線的橫坐標為正弦驅動信號的頻率f，單位為赫茲(Hz)，橫坐標使用對數坐標，縱坐標為與頻率f相對應的相位響應φ(f)，單位為度(°)。
在上述幅值頻率特性曲線上，得到下列力矩器動態參數(1)5Hz靈敏度找出頻率f＝5Hz處對應的縱坐標G1，則5Hz靈敏度為10(G1/20)，稱為靜態靈敏度，靜態靈敏度將直接影響力矩器的動態特性和控制精度；(2)200Hz靈敏度找出頻率f＝200Hz處對應的縱坐標G2，則200Hz靈敏度為10(G2/20)，稱為動態靈敏度；(3)一階共振頻率f0與幅值頻率特性曲線的低頻段第一個共振峰對應的橫坐標頻率，一階共振頻率直接決定了力矩器的動態響應速度，表示力矩器的剛度及可動部件的質量；(4)一階共振峰值Q0與f0對應的縱坐標和與5Hz對應的縱坐標之差，一階共振峰值反映了力矩器的阻尼特性；(5)二階共振頻率f1與幅值頻率特性曲線高頻段的第二個共振峰處對應的橫坐標頻率，二階共振頻率反映了由諸多非線性因素引起的高階振動模態；(6)二階共振峰值Q1與f1對應的縱坐標和5Hz對應的縱坐標之差，二階共振峰值應該盡量小，以抑制力矩器非線性因素的影響，提高伺服控制精度。
在上述相位頻率特性曲線上，得到下列力矩器動態參數(1)1KHz相位與頻率f＝1KHz相對應的縱坐標；(2)5KHz相位與頻率f＝5KHz相對應的縱坐標；相位表示力矩器的響應對應于正弦信號頻率的滯后程度。
權利要求
1.一種光學頭力矩器動態參數的測試方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)在由低到高的不同頻率f下分別輸出固定幅值A的正弦信號；(2)力矩器在上述正弦信號的驅動下產生抖動；(3)使一束激光照射到力矩器物鏡的反射點上，測得物鏡上該反射點處的抖動速度；(4)對上述速度信號進行積分，得到該點在上述頻率f的正弦信號激勵下的位移響應信號Y(f)＝B(f)∠φ(f)，其中B(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下位移響應信號的幅值，φ(f)是力矩器在頻率為f的正弦信號驅動下的位移響應信號與驅動信號之間的相位差；(5)分別繪制力矩器的幅值頻率和相位頻率特性曲線，其中幅值頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的幅值響應 其中相位頻率特性曲線的橫坐標為正弦信號的相應頻率f，縱坐標為與該頻率f相對應的相位響應φ(f)；(6)在上述幅值頻率特性曲線上，得到下列力矩器動態參數靈敏度為10(G/20)，其中G為幅值頻率特性曲線的縱坐標；一階共振頻率f0與幅值頻率特性曲線的低頻段第一個共振峰對應的橫坐標頻率；一階共振峰值Q0與f0對應的縱坐標和與5Hz對應的縱坐標之差；二階共振頻率f1與幅值頻率特性曲線高頻段的第二個共振峰處對應的橫坐標頻率；二階共振峰值Q1與f1對應的縱坐標和5Hz對應的縱坐標之差；在上述相位頻率特性曲線上，縱坐標即為相應頻率處的相位。
全文摘要
本發明涉及一種光學頭力矩器動態參數的測試方法，屬于光存儲設備性能測試技術領域。首先在由低到高的不同頻率f下分別輸出固定幅值A的正弦信號；力矩器在正弦信號的驅動下產生抖動；使一束激光照射到力矩器物鏡的反射點上，測得該反射點處的抖動速度；對速度信號進行積分，得到該點在上述頻率f的正弦信號激勵下的位移響應信號；分別繪制力矩器的幅值頻率和相位頻率特性曲線，在幅值頻率和相位特性曲線上，得到力矩器動態參數。本發明的方法，測試速度快、測試精度高、可以測試低頻至高頻各個頻段的動態特性，全面高精度地測試力矩器的動態性能曲線，用于評價力矩器的工作性能，實用性強。
文檔編號G11B20/00GK1687989SQ200510066029
公開日2005年10月26日 申請日期2005年4月22日 優先權日2005年4月22日
發明者馬建設, 汝繼剛, 潘龍法, 吳建明, 徐端頤, 季建東, 朱建標, 張建勇, 史洪偉, 唐毅, 李莉華 申請人:清華大學, 江蘇銀河電子股份有限公司