CD只读类光盘参数综述.docx

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CD只读类光盘参数综述

CD只读类光盘参数综述

◆测试数据组成

1、静态参数--SLD、SPD、MID、ECC参数对每张光盘均只测一次，SVY和TRP参数在信息

2、垂直参数DEV、DEFL参数在光盘节目区测十点，这两个参数均与光盘垂直方向的

3、其他参数PP、PPC和XT参数同样是在光盘节目区测十点，与光盘的窜扰特性有

4、测试参数BLER、E11~E32、I3、I11、I3R、I11R、REG、SYM、BERL、GL、

E32tot参数在光盘节目区连续测试，这十八个参数每秒钟记录一次。

◆测试参数：

SLD:

STARTLEADIN（导入开始直径，倒入区旗电）必须小于46mm.

SPD:

STARTOFPROGRAMDIAMETER（节目开始至今，节目区起点直径）必须在49.6mm

MID:

MAXIMUMINFORMATIONDIAMETER（最大节目区直径）必须小于116mm

SVY:

SCANNINGVELOCITY（扫描速度）必须保持在1.2~1.4m/s之间。

TRP:

TRACKPITCH（道间距）实相邻两条轨道中心线之间的距离，TRP必须保持在1.5~1.7内

ECC:

ECCENTRICITY（偏心率）是用来测量信息轨道的几何中心与光盘的几何中心孔之

度。

对CD,ECC规格是+/-70微米。

对于CD-ROM,ECC最好地于+/-50微米。

PP:

PUSHPULL（推挽信号）是测量驱动器保持轨道跟踪的难易程度（轨道跟踪信号

P计算。

PP太低会产生跟踪问题：

太高会使径向四伺服饱和，产生轨道锁定问题。

PPC:

PUSHPULLFORCIRCULARPOLARIZEDLIGHT（圆偏振光的推挽信号）是根据PHIL

据由线偏振光测试值计算出来的。

对经刻录的光刻胶光盘进行测试，能得到预期的最好的效果。

XT:

CROSSTALK（窜扰）测试的是高频信号中噪音的含量。

XT必须低于50%形，从而使BLER增大。

E22:

E22表示出一个大的错误或很严重的族错误引起第二纠错译码器（C2）中一个双

码。

如果E22始终存在，光盘就可能出现不可纠正误码。

而且没有给用户留下多少地。

对于CD-ROM必须小于15个。

E32:

E32标示在C2译码器中出现的不可纠正误码或在光盘中存在不可读数据。

在CD

I3/I11:

I3和I11（高频幅度）是通过与已知参考光盘上的信号电平进行比较来测持0.3~0.7之间。

光盘生产中产生的划痕和指印会减弱I3I11的信号，I3I1题。

I3R/I11R:

I3R和11R按I3/Itop比值和I11/Itop比值计算。

I凹坑变形引起的幅度变化与由于基片和反射层的吸收引起的幅度变化，测量是用反射率

REF:

REFLECTIVITY（反射率）是利用好的参考盘来进行校准的。

SYM:

SYMMETRY（对称性）是一个带符号的值（当I3中心点低于I11中心点时SYM规格是+15%到-15%。

◆垂直参数

DEV:

DEVIATION（偏差）规格是+/-0.5mm.太高会产生聚焦问题。

DEFL:

DEFLECTION（角偏差）指的是由翘曲引起光束的径向偏差。

◆测试数据

BLER:

BLOCKERRORRATE（块误码率）是测量至少出现一个错误数据（LER用每秒出错率来表示，规格为每秒220个误码块。

而CD-ROM<100.

CRC:

CYCLEREDUNDARYCHECK（循环冗余检查）是对子码信息进到CRC误码地块的数目。

这个参数规格为每秒钟0到75个块之间。

RN:

REDIALNOISE（径向噪音）在500~2500HZ的频带中限制为30

BEGL:

BURSTERRORSGREATERTHANLIMITS（超过上超过7个错块出现的次数。

◆高级参数

JITTER:

晃动I3至I11的凹坑和台面的标准偏差和长度偏差，总共36个参数。

STANDARDDEVIATION标准偏差就是对不同长度的凹坑和台面而分别测量其JITTER,每个凹坑和台面都被

HILIPS标准，用统计法计算出他们的标准偏差。

对于每个凹坑和台面，JITTER必须

LENGTHDEVIATION长度偏差就是测量每个凹坑和台面的长度，然后与理想的凹坑和台面的长度相比较理想凹坑和台面的长度的偏差。

奥坑和台面的理论长度定一位n*231.4。

1）物理参数:

CD盘片和DVD盘片的信息区包括导入区，程序区（红皮书）/数据区（黄皮书）和导出区息区由信息道组成。

信息道的位置用子代码信道Q中的道号字段表示，子代码信道

表示信息道前的暂停（=00）和道内区段的位置（导出道除外）。

导入区、程序区和导或一个以上的完整信息道组成。

所以可用子代码信道Q中的道号字段和索引号字段表示

序区和导出区在盘上的位置规范中对于导入区直径/TOC起始位置（STA），数据区起始位大数据区/导出区直径（MDA）等参数都进行了规定。

导出区直径、数据区起始位置分

的位置范围。

如果超过了此范围，标准商用光驱光学头可能无法读到相应内容，以致内容。

而数据区结束位置规定了数据区可能的最大位置，如超过此区域，标准商用光

到超出内容，也为不合格盘片。

造成这些参数不合格的原因主要是刻录位置不准以及机械偏心等DVD为了增加存储量，扩大了存储的面积，使得SDA和MDA都较CD有所变化并有所加

不同的是如DVD是双层存储，这样存在着两种记录方式：

平行道径（PTP:

parall和反向道径（OTP:

oppositetrackpath）如图3所示。

这样在反向

层导入区直径规定相同，需在一个范围内。

由于DVD扩大的存储面积，相应的DVD的CD有所减小。

此外，由于两个记录层粘合在一起，规范中规定了两层信息区边缘之

以上是规范中对于机械参数的要求，机械参数主要是保证盘片上对应的区域在在特定的尺寸之得光学头可正确的读取信息。

其中主要参数包括：

*SLD：

（StartingLead-inDiameter）起始导入直径:

此项为重要测试项。

播放器在第一时间内在此处找到可读的内容表。

即使播放器有微小偏差有办法找到内容表。

如果红皮书规范能够很好的保证，实际上不需要知道这个半这一规范外，某些播放机将错过TOC区，从而使盘不能播放。

SLD=道的光学开始。

小于46mm

*SPD：

（StartingProgramDiameter）程序起始直径/此项为重要测试项。

这是表示道1暂停（Pause）的实际信息位置的开始。

播放机用SPD

（道1）的起始。

假如SPD在这一规范外，播放机将花更多的时间找出TRK1的起始参数应在49.6~50.0mm之间，而DVD，在47.6~48.0mm之间。

*MPD：

（MaximumProgramDiameter）最大程序直径/数据此项为重要测试项。

MPD对测量特别重要因为一般压膜技术和处理增加了与外边缘

可能性。

MID=音乐／数据的结束，导出的开始，导出至少要附加1mm。

。

MID表示ID在这一规范外，将会由于双折射、处理中的滑痕和指纹而造成弱高频信号电平和

问题。

对于CD和DVD，此项测试参数都应小于116mm。

2）高频参数:

CD和DVD盘片表面是由Pit和Land构成的连续螺旋轨道组成。

当激光束扫描过盘的跟踪技术，光斑沿轨道扫描。

反射光根据表面Pit和Land的不同而变化，光接收器接收

光并把它转换成电信号。

这个电信号称为高频信号（HF：

HighFrequency）.速下，此信号的频率与音频相近，也称音频信号（RF：

RadioFrequency）。

光的强度，光斑在Land得到强的反射光，从而得到幅度大的HF信号，在Pit射光，从而得到小的HF信号，光盘上的信息记录在光盘信息层轨道上的信息坑和信息岸上

类光盘其编码方式是8－14调制，其信息坑和信息岸的最小长度（用扫描时间表示）为11T。

而对于DVD类光盘，使用8－16调制编码规则，在3－11T的基础上加入了1

过程中扫描光点被反射信息层上的坑点衍射与坑边反射光相消，形成高频信号HF。

量评估方法是用模拟示波器观察信号波形。

将混合的3T～11T坑/岸的随机数据信号

幕上。

由于余辉的作用，在屏幕上组合成网状图形，即HF信号的网眼图。

图形中央是一些菱形之为眼图。

若数字通道的质量较高，这些信号轨迹将十分清晰而规则；若数字通道

信号轨迹将变得模糊，即由许多分离的线条组成，并产生畸变。

不同频率的高频信轨迹通常能反映出和解码误差高度相似的情况，这些菱形状的眼，其张开程度或

量的良好指示。

HF信号包含了盘片信息，其质量好坏直接影响数据的获取。

因此，从CD到DVD都对了非常高的重视。

在DVD中主要有以下几种参数：

*Itop（对于CD为I11而对于DVD为I14的最高值）Itop是聚焦激光束打到T14信息岸上产生的HF信号的最高电平（直流耦合）。

I14正率以及基体的传输，进一步正比于光功率的值。

信息坑的几何测量同样对这个评估有由于衍射的出现或由于光学系统正好能捕捉住一阶部分。

可利用此参数标定盘片的反射率参数用于其它高频参数的归一化.

*规一化I11或I14的值当激光束扫过T11或T14信息岸和信息坑时刻的HF信号电平差异定义为I11或I14，

峰值与I14H的比值。

即I14N＝I14/I14H＝（I14H-I14L）/I14H生的影响（不同的激光功率等等）被补偿。

因为标准化，这个值无量纲。

对于CD和DVD大于0.6。

*规一化I3的值（I3N）当激光束扫过T3信息岸和信息坑时刻的HF信号电平差异定义为I3，I3N表示I3的峰峰值。

即I3N＝I3/Itop=（I3H-I3L）/Itop

。

这一测试参数主要是在C低频量（3T）的幅值范围。

在红皮书中规定为0.3到0.7之间。

*分辨率（RES）分辨率是指I3与I14的比值，即RES＝I3/I14。

它表征了长短T值之间的比值。

主

加以规定。

标准中规定了为单层>=0.15，双层>0.20。

此项不合格时可能是坑点宽坑长刻蚀不足。

*Itop变化率Itop的变化率主要是反映了盘片的反射率变化。

对于CD来说，就是I11H变化率，其小于3％。

对于DVD类盘片，两中变化率分别给与了规定。

单圈I14H变化率（I14HV

化率（I14HV-d）I14HV是指I14H在一定范围内的大小变化。

其定义式是I1ax在标准中共定义了两个项目。

单圈的I14HV-r和整盘。

I14HV-r是指在盘片任

率，而I14HV-d则是指整盘范围内的变化率。

此两项都是标准测试项。

I14HV-r格则表示盘的周向的反射层不均匀。

I14HV-d应小于0.33如不合格则表示盘的整盘匀。

*HF信号的对称性（SYM）和不对称性（ASY）对称性是指HF信号中不同T值的中值之间的差。

对于CD和DVD其定义略有不同。

在CD

性SYM。

DVD中是定义了不对称性ASYM。

这两者表示相同的盘片指标。

对于CD，SY与I11调制中心的偏差。

ID表示EFM限幅器限幅电平，红皮书图2中高频信号的判定

nlevel）就是ID。

限幅器输出的EFM数字信号的平均占空比是50％，限幅器是一是用于修正对称性的，通过对高频信号进行波形整形处理（双值化），得到标准的矩形波

播放器才能对EFM信号进行解码。

SYM也被近似认为快速信号电平（I3信息坑和I3信息电平（I11信息坑和I11信息岸）的调制中心之间的偏差。

对称性给出一个带符号数值

于I11的中点时给出负的SYM）。

DVD标准中的ASYM是通过I14和I3信号定义。

H+I3L）]/2（I14H-I14L）标准规定其范围为-0.05~0.15。

如本不好。

3）抖晃参数抖晃特性是指光盘（CD或DVD）中的HF转换成二值化后，实际脉宽长度与理想的长差的分布。

在CD中它包括抖晃（jitter）和和长度偏差（LengthDeviat

中的两项外，定义了数据对PLL时钟的抖晃（JCL）。

PHILIPS和SONY提出的测度偏差的建议书于1993年底由在Eindhoven的PHILIPS的实验室完成。

它首

R系统的规范）的一部分。

其后，为了保证CD播放机保持良好的播放性能，红皮书在DVD规范中（DVDSpecificationversion1.0）中更加严

和DVD盘片测试的重要参数之一。

数据对数据的抖晃：

在CD规范中定义在参考扫描速度和设定的HF信号的水平下，特定的3T－11T的坑或岸的度为作用长度。

抖晃（jitter）是指在参考扫描速度和设定的HF信号的水平下，特定的

坑或岸的导入和导出之间的时间长度变化的标准偏差（1s值）。

如图5所示。

而长参考扫描速度和设定的HF信号的水平下，特定的3T－11T的坑或岸的平均时间长度和

差。

由于码间干扰和母盘制作问题，对于某一具体的信息坑或信息岸实测的扫描时间长于理想扫描长度。

nT在信息坑和信息岸（T3-T11）中，测量扫描时间的标准偏差和作用总共36个参数。

这些参数用来描述盘片的信息坑和信息岸的扫描长度分布。

作用同的T值和坑与岸规定有所不同，其偏差范围如下表。

其中T=1/（4.3218MHz）=231.4ns。

4.3218KHz是盘上对于抖晃值也是依据不同的T值和坑和岸的情况分别规定。

但其标准是统一的及小于JnP：

Jitter

fornTPit，特征岸抖晃，n=3-11

JnL：

JitterfornTLand，特征坑抖晃，n=3-11数据对时钟的抖晃：

在DVD中除去继承了CD中关于抖晃的定义外，还引入了数据对PLL时钟抖晃（JCL），

字化高频信号的下降沿或上升沿相对于PLL时钟上升沿的间距值的标准偏差。

PLL时钟频信号数据流中产生。

由于PLLCLOCK是从HF信号中的再生的用以判定信号的长度中的上升和下降沿来与PLL

CLOCK上升沿的差的可有效判定信号的一致性。

不区分坑表征综合的抖晃特性。

在DVD标准中规定此项应小于8％。

4）数字误差参数数字误差参数是指数据经过数据经过解码器时，所产生的误差和无法纠正的错误。

视测试过程中每秒钟出现的纠错符号码的检测速率。

在HFEFM信号转换成数字信号中得到符号码。

此类参数与最终获取的参数直接相关，因此它们是一类综合性的参数使用不同的编解码系统，

CD系统中是采用交叉交错与4阶里德－索罗门码的组合的纠错方式，称为交叉交错

（CIRC）。

此编码器由三个延迟环节和两了编码器C1和C2。

*BLER：

块错误率是测量至少有一个错误数据（E11+E21+E31）出现的数据错误率来量化。

规定值是每秒220个错误，但对CD-ROM使用更严格的规范，要求平均

0个错误，最大峰值不超过每秒100个错误。

BLER要求严格是由于错误要求保持最少以便完整性。

在制作好的盘片中，一般BLER远低于220这个值。

基于红皮书的另一个测

连续10秒的平均数，这将显示比实际峰值小的值。

*BERL1：

BursterrorlengthofC1frame，此项为重要测试项。

BERL1表示在C1解码中，具有两个或两个以上符号错误的连续

数量。

通常表明物理损坏，象气泡，黑斑、划痕和指纹。

高BERL1使错误空间减少的操作，污染或滑痕等。

突发错误长度很重要，因为它指出大到足以影响多于一个数

陷的出现。

对于CD-DA，此项参数应小于7，而CD－ROM中更为严格，该测试参数小于

*E11，E21，E31：

指出存在的错误的不同严重性：

E11指出现单个可纠正错误纠正错误。

E31指每秒测量计数中出现一级解码器（C1）不可纠正的错误的数量。

*E12：

E12指出二级解码器（C2）中出现单个符号可纠正错误，用每秒的计数进误进入二级解码器时，该错误还能够通过监视E12，E22和E32的读出来探测。

E12的

要，因为由于交叉，单个E31计数能包含多达30个E12单个符号可纠正错误。

*E22：

E22指出二级解码器（C2）中由一个大错误或串错误程度很高而引起的两误。

假如E22存在，盘接近不可纠正错误，则没有很多错误裕度留给用户。

由于CD

非常重要，因此尽管可以纠正，但当它包含15个E22错误时将不可接受。

*E32：

E32指出C2解码器中的不可纠正错误或盘中存在不可读数据。

E32不能在与CD不同，在DVD中使用里德-所罗门乘积码RS（20´R8S,（119822,,1177）2,110）

现，数据按格式化的矩阵字节排列。

矩阵的宽度是172列，每个数据扇区的长度是

16个数据扇区用于矩阵，总共1216＝192行。

用专门的运算法则，从原始数据中分奇偶校验数据，并加入到原始数据中。

首先，通过矩阵从192行到208行的放大,

列中产生16个字节的PO奇偶校验数据。

然后，208行中的每一行产生10字节的PI奇偶阵的宽度变成182字节。

这使我们在每一行中至少可修正5个有缺陷的字节，在每一列中至少

8个有缺陷的字节。

利用所有行和列的各种的交互计算，可以修正更多的有缺陷字面的错误标记总是利用8个矩阵或ECC的概要，象上文描述的那样。

ECC块结构图在解码过程中，允许有部分内码错误，因为它能被外码修正。

而不允许有外码错误可修正的。

其中测试项包括：

*奇偶校验内码错误（PIE）：

在1级解码（内码解码）中出现的内码错误。

在8个ECC块（256Kb）中小于280个错R。

*奇偶校验外码失败（POF）：

在1级解码（内码解码）中错误修正失败。

在标准中并无相应规定

*奇偶校验内码失败（PIF）。

在2级解码（外码解码）中错误修正失败，指不可修正的错误。

相当于CD中的E32错误

5）伺服参数三光束法跟踪在CD类盘片驱动器中广泛使用的是三光束法和推挽PP法。

这两种法法对于盘片来

的。

三光束法主要是用分光光栅将激光光束分成主光束和两个辅助光束，将两个辅离，通过这两个光束来完成跟踪。

如图7所示。

推挽法是用一个主光束其两侧的光的。

虽然两者在光盘驱动器和播放机的技术上有所不同，对于盘片的要求是相近的坑形侧边形状。

故标准中规定了推挽信号参数。

PP：

PushPull，推挽跟踪信号此项为重要测试项。

推挽是关于驱动器如何能够容易的停留在轨道上的有关测试（挽可通过平行偏振光（线偏振光）和圆偏振光来测量，用平行偏振光测量的PP值将高于用

量的PP值。

依靠母盘制造系统，用平行偏振光进行的测量和用圆偏振光进行的测量之是可变的。

CD标准中规定了圆偏振光的范围为0.04~0.07之间，且信息区允许最大

测试时圆偏振光PP是有实际测得的线偏振光转换而来。

PP的测量用PP/Itop规范化踪问题，PP太高导致径向伺服的饱和，从而造成道锁定问题。

此外，对于串扰（CrossTalk）（要求≤50%）和径向噪声（Radialz频带内≤30nm）给予了相应规定。

DPD跟踪方式

DVD播放机中不再使用CD类通常使用的三光束（六象限）法。

DVD的播放机中探测限。

DVD播放机中共有两种跟踪方式：

差分相位法（DPD）和推挽法（PP）。

差分相位法

+Id）与（Ib+Ic）两个信号的相位。

，在A情况，探测器偏左，此时（Iac），当在C情况时，探测器偏右，此时（Ia+Id）落后于（Ib+Ic）。

只有在B情况

d）与（Ib+Ic）具有相同的相位。

这样通过锁定（Ia+Id）和（Ib+Ic）的相位简单，并被广泛地应用于只读DVD光驱中。

由于可录和可写盘没有相应坑岸，无法使用

可录光盘机中使用推挽方法。

推挽方法是利用径向推挽信号（RPP），即用（Ia+Ic）只有在道中RPP才为0。

可通过此值的正负来实现跟踪。

由于要适应两种跟踪方式，

对DPD和RPP信号进行测量。

其中包括差分相位跟踪误差信号（DPT），差分相位跟踪性（DPA），径向推挽信号（RPP）三项。

此外，对于切向推挽（TPP），规范中也给予了规定。

切向推挽是指（Ia+Ib）-（Ic了斑点的边缘形貌。

由于边缘形貌将可能影响解码效果，对TPP有严格的要求。

4.一次可记录光盘盘片特有参数

一次可记录光盘包括CD-R和DVD－R。

与CD-ROM光盘结构相比，CD-R增加了一基板上刻录了伺服槽，当然这是为了写入信息。

与WORM不同，CD-R光盘的记录材料是采用有机材料，如菁染料、酞菁染料和偶氮化合物符合CD-ROM制式，在读出数据时，光盘反射率要大于70%。

为此，CD-R光盘的反射

银（Ag），而不是铝（Al）膜。

金银为惰性材料，对有机薄膜能起到保护作用。

与WORM一方面为CD-R光盘采用了摆动（wobbling）槽作伺服，不用连续-混合式跟踪伺服

靠摆动的周期数（即槽内绝对时间ATIP）来定位，而不采用WORM光盘格式中的扇段以及带摆动伺服槽的CD-R母盘可以用单光束激光刻槽机来完成。

己记录数据的CD-R光盘

D-DA）和黄皮书标准;末记录数据（空白）的CD-R光盘标准依照橙皮书（Orange盘片的测试参数中刻录后参数应完全符合红皮书的标准，同时CD－R有其特有的测试有关于盘片的预刻槽和其摆动信号的。

PP、PPa、PPb、NPPR

PushPull：

是测量驱动器跟踪轨道的难易程度，对未记录区没有技术指标，R，记录前后PushPull信号的比值。

伺服电气必须处理部分写入盘片的已记录部分和

及这两部分的PP信号。

PPb：

是写入前的PP用记录前的沟槽光强（IGb）归一化。

PPP用记录后的沟槽光强（IGa）归一化。

PP是记录前后PP的合成，没有归一化。

Normll

Ratio（NPPR，归一化PP比值）对一个盘片只有一个值，用PPa的平均值除出NPPR的结果至少需要一个PPa和PPb。

NPPR只代表部分写入盘片上的参数。

根据Philips桔皮书规定，记录后的PP值应为0.040.09，PP是在信

在CD-CATS系统中，PP测量采用线偏振光，测量值比用圆偏振光测量值要高。

根据不同系统，用线偏振光的测量结果和用圆偏振光测量结果之间的关系是不同的。

IGa、IGb

IntensityGroove：

（沟槽强度），是沟槽反射率和直径的百分比的个点测量的。

记录后的IG表示为IGa、记录前的IG表示为IGb。

ILa、ILb

IntensityLand：

（Land强度），是Land反射率和直径百分比测量的。

记录后的IL表示为ILa、记录前的IL表示为ILb。

RCa、RCb

RadialContrast：

（径向对比度），定义为Land和Groove的对比录媒体RC应＞0.2（20%），未记录媒体RC＞0.05（5%）。

RC是在信息区取1

RC表示为RCa，记录前的RC表示为RCb。

ATER：

ATIPErrorRate，每秒钟ATIP码中CRC的出错数。

桔皮书规最大每秒检测出7个错。

ABERL：

ATIPBurstErrorLength，ATIP突发错长书规定允许最多连续错3个。

突发错长度是重要的，它指示出现足以影响多于一个数

陷。

ABEGL：

ATIPBurstErrorGreaterThanLi

L是出现3个或更多出错块的计数。

WGA：

WobbleGrooveAmplitude，沟槽摆幅，预刻槽的摆度技术规格，允许范围为2536nm，但桔皮书没有规定。

NWA：

NormalizedWobbleAmplitude，归一化摆幅，据桔皮书规定为0.0350.050。

光盘盘片测试技术自身也是一个发展中的技术。

由于信息节目