JP2665235B2 - Servo loop oscillation error detection method - Google Patents
Servo loop oscillation error detection methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光デイスク原盤露光機におけるフオーカス
サーボループの異常発振、その他、サーボシステム全般
におけるサーボループの発振異常検出方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting an abnormal oscillation of a focus servo loop in an optical disc master exposure apparatus and an abnormal oscillation of a servo loop in a servo system in general.
従来の技術 従来、例えば光ディスク原盤露光機のフオーカスサー
ボループは第２図に示すように構成されている。即ち、
位置信号なる入力を演算器１を経てフオーカス特性位置
検出回路２に入力させ、補償系回路３及び利得調整回路
４を経てアクチユエータ特性回路５に与える。このアク
チユエータ特性回路５の出力が変位出力となるものであ
るが、この出力を演算器１を利用してフイードバツクさ
せることにより、サーボループ６が構成されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a focus servo loop of, for example, an optical disk master exposure machine is configured as shown in FIG. That is,
An input as a position signal is input to a focus characteristic position detecting circuit 2 via an arithmetic unit 1 and is applied to an actuator characteristic circuit 5 via a compensation system circuit 3 and a gain adjusting circuit 4. The output of the actuator characteristic circuit 5 serves as a displacement output. The servo loop 6 is formed by feeding back the output using the arithmetic unit 1.
ここに、フオーカスサーボエラーとして、エラー信号
をある基準電圧と比較してエラー信号が基準電圧を越え
た場合、偏差が大きいとして捉えている。光デイスク原
盤露光時におけるフオーカス位置の偏差が大きくなる原
因としては、 システムの要因である外来の電気ノイズや原盤上に
あるきず、欠陥、ごみ等によるパルス状外乱によるアク
チユエータの過渡応答によるもの システム内の回路部品の劣化やアクチユエータの特
性変化によるサーボループ特性のずれによるサーボルー
プ発振によるもの の２種類に大別される。Here, as a focus servo error, when the error signal is compared with a certain reference voltage and the error signal exceeds the reference voltage, the deviation is considered to be large. The causes of the large deviation of the focus position during exposure of the optical disk master are due to the external electrical noise that is a system factor and the transient response of the actuator due to pulse-like disturbances due to scratches, defects, dust, etc. on the master. These are roughly classified into two types: servo circuit oscillation caused by deviation of servo loop characteristics due to deterioration of circuit components and change in actuator characteristics.
第２図に示した従来のサーボループ６にあつては、シ
ステムとして、このサーボエラー信号検出の回数（一定
時間内）によりサーボ異常と判断したり、サーボエラー
検出時の時間幅をカウンタ等により測定することによ
り、一定時間以上偏差が大きい時にサーボ異常と判断し
ている。In the conventional servo loop 6 shown in FIG. 2, the system determines that the servo is abnormal based on the number of times of detection of the servo error signal (within a certain period of time), and determines the time width when the servo error is detected by using a counter or the like. By measuring, it is determined that the servo is abnormal when the deviation is large for a certain time or more.
発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来方式による場合、サーボルー
プ６内での発振か、外乱、例えば微小欠陥による過渡応
答での偏差異常かは、判別できないものである。よつ
て、サーボループ発振異常に着目した場合、不十分な検
出方法である。即ち。サーボループ発振を生じた場合に
は、位置偏差が大きくなり、所定の露光品質が得られな
くなるため、原盤露光工程を停止させる必要があるが、
外乱による過渡応答によるものと区別できないため、次
工程への影響を小さくするという適切なる対処ができな
いものである。また、発振が生じた場合には、過大なる
負荷によりアクチユエータが破壊してしまうこともあ
る。Problems to be Solved by the Invention However, in the case of such a conventional method, it cannot be determined whether the oscillation is in the servo loop 6 or a deviation is abnormal in a transient response due to a disturbance, for example, a minute defect. Therefore, when focusing on the servo loop oscillation abnormality, it is an insufficient detection method. That is. When a servo loop oscillation occurs, the positional deviation increases and a predetermined exposure quality cannot be obtained, so it is necessary to stop the master exposure process.
Since it cannot be distinguished from the response due to the transient response due to the disturbance, it is impossible to take appropriate measures to reduce the influence on the next process. When oscillation occurs, the actuator may be broken by an excessive load.
問題点を解決するための手段 過渡的なノイズによる作動体の応答を制限する電圧制
限回路をサーボループ内に挿入し、このサーボループに
よりモニターされたエラー信号と比較するための第１基
準電圧を制御を要する偏差領域より少し高め又は低めに
設定し、第１基準電圧とエラー信号との第１比較回路に
よる比較出力を周波数−電圧変換器により周波数に対応
した電圧に変換した後、平均値回路により電圧を安定化
させ、制御対象物の回転周波数に対応するサーボ動作周
波数より少し高めの周波数に相当する電圧に設定した第
２基準電圧と平均値回路からの出力電圧とを第２比較回
路により比較し、平均値回路の出力電圧が第２基準電圧
より高くなつた時にサーボループが発振状態になつたこ
とを検出する。Means for Solving the Problems A voltage limiting circuit for limiting a response of the operating body due to transient noise is inserted in a servo loop, and a first reference voltage for comparing with an error signal monitored by the servo loop is set. After a comparison output of the first comparison circuit between the first reference voltage and the error signal by a first comparison circuit is converted into a voltage corresponding to the frequency by a frequency-voltage converter, the average value circuit is set. And a second comparison circuit compares a second reference voltage set to a voltage corresponding to a frequency slightly higher than a servo operation frequency corresponding to the rotation frequency of the control object and an output voltage from the average value circuit by a second comparison circuit. The comparison detects that the servo loop has entered the oscillation state when the output voltage of the average value circuit has become higher than the second reference voltage.
作用 過渡的な外乱により制御対象物の過渡応答で生じる偏
差の異常は、サーボループ内に電圧制限回路を挿入する
ことにより、小さく抑えられる。この時の電圧制限回路
の制限電圧は制御を要する偏差領域よりも少し高め（又
は低め）に設定しておく。そして、サーボループにより
モニターされたエラー信号は第１比較回路において第１
基準電圧と比較されるが、この第１基準電圧を制御を要
する偏差領域より少し高め（又は低め）に設定されてい
る。よつて、サーボシステムが何んらかの原因により発
振した場合、サーボループ内での電圧制限回路により発
散することはなく、ある周波数で発振することになる。
第１比較回路の出力は周波数−電圧変換器により電圧信
号とされ、平均値回路に入力され、周波数の小さな変動
が除去されて安定化した電圧として取出される。この平
均値回路の出力は第２比較回路で第２基準電圧と比較さ
れる。この第２基準電圧は周波数−電圧変換器の特性値
より制御対象物の動作周波数より高い周波数に相当する
電圧として設定されており、この第２基準電圧よりも高
くなつた場合には、サーボシステムが何んらかの原因で
ループ発振を生じていることになり、第２比較回路から
異常発振検出の出力が生ずる。つまり、サーボループの
発振異常が判別検出される。The abnormalities in the deviation caused by the transient response of the controlled object due to the transient disturbance can be suppressed to a small level by inserting a voltage limiting circuit in the servo loop. At this time, the limiting voltage of the voltage limiting circuit is set slightly higher (or lower) than the deviation region that requires control. The error signal monitored by the servo loop is output to the first comparison circuit by the first comparison circuit.
Although the first reference voltage is compared with the reference voltage, the first reference voltage is set to be slightly higher (or lower) than the deviation region requiring the control. Therefore, when the servo system oscillates for some reason, it does not diverge due to the voltage limiting circuit in the servo loop, but oscillates at a certain frequency.
The output of the first comparison circuit is converted into a voltage signal by a frequency-voltage converter, input to an average value circuit, and extracted as a stabilized voltage from which small fluctuations in frequency have been removed. The output of the averaging circuit is compared with a second reference voltage by a second comparison circuit. The second reference voltage is set as a voltage corresponding to a frequency higher than the operating frequency of the control target from the characteristic value of the frequency-voltage converter, and when the second reference voltage becomes higher than the second reference voltage, the servo system Means that loop oscillation is occurring for some reason, and an output of abnormal oscillation detection is generated from the second comparison circuit. That is, the oscillation abnormality of the servo loop is determined and detected.
実施例 本発明の一実施例を第１図を参照して説明する。第２
図で示した部分と同一部分は同一符号を用いて示す。本
実施例は、まず、サーボループ６内の利得調整回路４・
アクチユエータ特性回路５間に電圧制限回路（スライス
回路）７が挿入されている。このスライス回路７をサー
ボループ６内に挿入することにより、光デイスク原盤露
光時の外乱（パルス状ノイズに相当）によるアクチユエ
ータの過渡応答で生ずる偏差の異常が小さく抑えられ
る。この時、スライス回路７の制限電圧は、本システム
の制御範囲より少し高めに設定しておくものとする。こ
のスライス回路７は、本システムがサーボ発振した際
に、その発散を防ぐ役目も併せ持つものである。Embodiment An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Second
The same parts as those shown in the drawings are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, first, the gain adjustment circuit 4 in the servo loop 6.
A voltage limiting circuit (slice circuit) 7 is inserted between the actuator characteristic circuits 5. By inserting the slice circuit 7 into the servo loop 6, abnormalities in deviation caused by a transient response of the actuator due to a disturbance (corresponding to pulse noise) at the time of exposing the optical disc master can be suppressed to a small value. At this time, the limit voltage of the slice circuit 7 is set slightly higher than the control range of the present system. The slice circuit 7 also has a role of preventing the divergence of the system when servo oscillation occurs.
一方、フオーカスサーボにおけるエラー信号は、フオ
ーカス特性位置検出回路２の出力にて、サーボループ６
内から分岐されてモニター出力される。分岐されたエラ
ー信号はエラー信号モニター回路側で処理される。ま
ず、第１比較回路８に入力され、第１基準電圧 と比較される。この第１基準電圧 はサーボシステムでの偏差の制御範囲よりも少し高めの
電圧に設定されたものである。On the other hand, an error signal in the focus servo is output from the focus characteristic position detection circuit 2 to the servo loop 6.
Branched from inside and output to the monitor. The branched error signal is processed on the error signal monitor circuit side. First, the first reference voltage is input to the first comparison circuit 8, Is compared to This first reference voltage Is set to a voltage slightly higher than the deviation control range in the servo system.
よつて、サーボシステムが何んらかの原因で発振した
場合、サーボループ６内でのスライス回路７により発散
することはなく、ある周波数（一般にはサーボシステム
の動作周波数であり、原盤露光機であればターンテーブ
ルの回転周波数より高い周波数であることが多い）で発
振する。Therefore, when the servo system oscillates for some reason, it does not diverge due to the slice circuit 7 in the servo loop 6 and has a certain frequency (generally, the operating frequency of the servo system, If it is, the frequency is often higher than the rotation frequency of the turntable).
第１比較回路８の比較出力は周波数−電圧変換器９に
入力されて周波数に対応した電圧に変換される。周波数
−電圧変換器９による電圧出力は、平均値回路10に入力
されて周波数の小さな変動を除去して安定化された電圧
として出力される。この平均値回路10からの出力電圧は
第２比較回路11に入力され、第２基準電圧 と比較される。この第２基準電圧 は周波数−電圧変換器９の特性値より求められるもの
で、原盤露光機のサーボ動作周波数より少し高い周波数
に相当した電圧に設定されている。例えば、動作周波数
の２倍程度の周波数相当の電圧とされるが、実験的に求
めてもよい。The comparison output of the first comparison circuit 8 is input to the frequency-voltage converter 9 and is converted into a voltage corresponding to the frequency. The voltage output from the frequency-to-voltage converter 9 is input to the average value circuit 10 and is output as a stabilized voltage by removing small fluctuations in frequency. The output voltage from the averaging circuit 10 is input to a second comparison circuit 11, and a second reference voltage Is compared to This second reference voltage Is obtained from the characteristic value of the frequency-voltage converter 9 and is set to a voltage corresponding to a frequency slightly higher than the servo operation frequency of the master exposure machine. For example, the voltage is set to a voltage equivalent to about twice the operating frequency, but may be obtained experimentally.
この結果、平均値回路10の出力電圧の方が第２基準電
圧 よりも高くなると、本サーボシステムが何んらかの原因
によりサーボループ６が発振しているとして、第２比較
回路11から異常発振を検出した出力（サーボ異常信号）
が出る。このようにして、外乱によるアクチユエータの
過渡応答で引き起こされる位置ずれとは別にサーボルー
プ６の発振を判別検出できる。As a result, the output voltage of the average value circuit 10 is higher than the second reference voltage. If it is higher than this, it is determined that the servo loop 6 is oscillating due to some cause of the servo system, and the output (abnormal servo signal) of detecting the abnormal oscillation from the second comparison circuit 11
coming out. In this manner, the oscillation of the servo loop 6 can be determined and detected separately from the displacement caused by the transient response of the actuator due to the disturbance.
原盤露光工程でこのような異常発振が生じると、フオ
ーカスサーボの位置偏差が大きくなりすぎ、所定の露光
品質が確保できなくなるため、第２比較回路11から異常
発振なるサーボ異常信号が出力された時点で、露光を停
止させ、サーボループ６の特性を見直させることによ
り、次工程への影響が小さくなる。また、サーボループ
６内へのスライス回路７の挿入とともに第２比較回路11
の出力により露光を停止させることにより、アクチユエ
ータへの過大なっ負荷が除かれ、最悪なるアクチユエー
タ破壊を未然に防止し得ることにもなる。If such abnormal oscillation occurs in the master exposure step, the position deviation of the focus servo becomes too large and a predetermined exposure quality cannot be ensured, so that a servo abnormal signal causing abnormal oscillation is output from the second comparison circuit 11. At that point, the exposure is stopped and the characteristics of the servo loop 6 are reconsidered, so that the influence on the next step is reduced. Also, when the slice circuit 7 is inserted into the servo loop 6, the second comparison circuit 11
By stopping the exposure by the output of (1), an excessive load on the actuator is removed, and the worst case of destruction of the actuator can be prevented.
発明の効果 本発明は、上述したようにサーボループ内に挿入した
電圧制限回路とともに、エラー信号に対して設けた所定
の第1,2基準電圧を持つ第1,2比較回路、周波数−電圧変
換器及び平均値回路を用いることにより、外乱によるア
クチユエータ等の作動体の過渡応答で引き起こされる位
置ずれとは別にサーボループの異常発振を判別して検出
することがてき、よつて、サーボループの異常発振に対
する動作停止等の対処が可能で、次工程への影響を小さ
くすることができる。Advantageous Effects of the Invention The present invention provides a first and second comparison circuit having predetermined first and second reference voltages provided for an error signal together with a voltage limiting circuit inserted in a servo loop as described above, and a frequency-voltage conversion. By using an actuator and an average value circuit, abnormal oscillation of the servo loop can be determined and detected separately from the displacement caused by a transient response of an actuator such as an actuator due to a disturbance. It is possible to take measures such as stopping the operation with respect to the oscillation, and to reduce the influence on the next process.
第１図は本発明の一実施例を示すブロツク図、第２図は
従来例を示すブロツク図である。 ６……サーボループ、７……電圧制限回路、８……第１
比較回路、９……周波数−電圧変換器、10……平均値回
路、11……第２比較回路、 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example. 6 servo loop 7 voltage limiter 8 first
Comparison circuit, 9: frequency-voltage converter, 10: average value circuit, 11: second comparison circuit,
Claims (1)
する電圧制限回路をサーボループ内に挿入し、このサー
ボループによりモニターされたエラー信号と比較するた
めの第１基準電圧を制御を要する偏差領域より少し高め
又は低めに設定し、第１基準電圧とエラー信号との第１
比較回路による比較出力を周波数−電圧変換器により周
波数に対応した電圧に変換した後、平均値回路により電
圧を安定化させ、制御対象物の回転周波数に対応するサ
ーボ動作周波数より少し高めの周波数に相当する電圧に
設定した第２基準電圧と平均値回路からの出力電圧とを
第２比較回路により比較し、平均値回路の出力電圧が第
２基準電圧より高くなつた時にサーボループが発振状態
になつたことを検出するサーボループの発振異常検出方
法。A voltage limiting circuit for limiting a response of an operating body due to transient noise is inserted in a servo loop, and a first reference voltage for comparison with an error signal monitored by the servo loop needs to be controlled. Set slightly higher or lower than the deviation area, and set the first reference voltage and the error signal
After the comparison output by the comparison circuit is converted to a voltage corresponding to the frequency by the frequency-voltage converter, the voltage is stabilized by the average value circuit, and the frequency is slightly higher than the servo operation frequency corresponding to the rotation frequency of the control object. The second reference voltage set to the corresponding voltage and the output voltage from the average value circuit are compared by a second comparison circuit, and when the output voltage of the average value circuit becomes higher than the second reference voltage, the servo loop enters an oscillation state. A method for detecting abnormalities in the servo loop oscillation that detects the failure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63170158A JP2665235B2 (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | Servo loop oscillation error detection method |
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219907A JPH0219907A (en) | 1990-01-23 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100755784B1 (en) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | 경신공업 주식회사 | jig for power-cable assembling |
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- 1988-07-08 JP JP63170158A patent/JP2665235B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0219907A (en) | 1990-01-23 |
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