증상: 리사주 타원의 장축이 좌표축을 따른다 — A/B 진폭 불등 진단

리사주가 좌표축을 따르는 장축 타원이 되면 A·B 진폭이 불등하다. 상대차 δ는 1주기 2회 약 δ/2 rad 보간 오차를 만든다(2048선에서 2%가 약 1″). 본고는 디스크·조립 측 기원, 2축 외곽에서 δ를 읽는 법, 채널 교체·반경 이동·롤 미세조정 분리 시험을 다룬다.

리사주는 장·단축이 정확히 A·B 좌표축을 따르고 기울기가 없는 타원이다. 위상 관계는 정상이고 한쪽 진폭만 작다. 회로 이득 불일치는 흔하지만 디스크와 조립도 같은 현상을 만들고 회로를 바꿔도 없어지지 않는다. 먼저 δ 읽기와 오차 환산, 다음 디스크·조립 측 기원, 마지막에 간단한 동작으로 분리한다.

오차는 얼마나 큰가, δ 읽기

A = a·cosθ, B = b·sinθ, 진폭 상대차 δ = 1 − b/a. atan2 오차는 신호 주기마다 2회, 피크는 정확히 arcsin((a − b)/(a + b)), 소량에서 약 δ/2 rad. δ = 2%에서 피크 0.0101 rad, 2048선 약 1.0″. δ = 20%에서는 6.38°로 δ/2 값 5.73°보다 약 11% 크다.

오실로스코프에서는 타원 장단축이 아니라 두 축 방향 외곽으로 δ를 읽는다.

a = (X_max − X_min)/2, b = (Y_max − Y_min)/2, δ = 1 − b/a

직류 오프셋과 위상 오차가 동시에 있어도 정확하다. A의 최대는 항상 a이며 위상과 무관하다. 타원이 기울면 축비에 위상 오차가 섞인다.

허용 δ는 선 수에 따라 다르다. 진폭차 단독에 1″를 배분하면 2048선 약 2.0%, 5000선 약 4.8%, 10000선 약 9.7%. 같은 각초 예산이면 선 수가 많을수록 진폭 일치 요구는 오히려 느슨하다.

디스크 측 기원

디스크 위의 눈금은 두 로가 공유한다. 디스크가 두 진폭을 다르게 하려면 두 로가 같은 도형을 보지 않아야 한다.

• 2상 검출 영역이 코드 트랙의 다른 반경 위치에 있다. 일부 리드헤드는 A·B 검출 영역을 반경 방향 위아래로 나눈다. 트랙이 반경으로 불균일하면 두 행의 변조도가 달라진다. 예: 바깥 듀티비 0.45, 안쪽 0.50이면 기본파 sin(πD) 차는 약 1.2%뿐. 크롬 OD 2와 OD 3는 누설을 1%에서 0.1%로 바꿔 변조도 약 0.9% 차. 트랙 끝의 선단이 포토리소로 둥글고 좁아지면 가장자리 쪽 행이 불리하다.
• 국소 OD나 선폭 차. A·B가 접선으로 떨어져 있으면 동시에 보는 것은 수 주기 떨어진 영역. 국소 막두께·선폭 차로 δ가 각도에 따라 변하고 일정값이 되지 않는다.

이들은 보통 ~1%라 단독이면 예산 안인 경우가 많다. δ가 수 % 이상이면 조립과 리드헤드 자체를 의심한다.

조립 측과 리드헤드 측 기원

반경 오프셋으로 한 행이 트랙을 벗어난다. 예(가정): 각 행 높이 0.5 mm, 간격 0.1 mm, 트랙 폭 1.3 mm, 편측 여유 0.1 mm. 리드헤드가 반경으로 150 μm 어긋나면 A행 상연이 트랙을 50 μm 벗어나 진폭 10% 감소, δ = 10%, 2048선 보간 오차 피크 약 5.3″. δ 대 오프셋은 “평평한 바닥 후 급상승”: ±0.1 mm 안은 0, 넘으면 10 μm마다 2% 증가(그림 2). 편심이 겹치면 δ는 1회전 1회 변한다.

롤로 두 행의 간격이 달라진다. 리드헤드가 접선축 주위로 롤 γ, 두 행 중심 거리 Δy일 때 간격 차 Δy·γ, δ ≈ |S|·Δy·γ. S는 진폭—간격 곡선의 상대 기울기. Δy = 0.6 mm, γ = 5 mrad에서 간격 차 3 μm. 10000선·공칭 간격 25 μm(S ≈ −0.84%/μm)에서 δ ≈ 2.5%, 5000선·150 μm에서 약 1.1%.

조명과 검출기. 두 행의 조도 차는 리드헤드 내부의 흔한 기원. 가우스 광반 σ = 1 mm, 두 행 중심 ±0.3 mm, 광반 중심이 0.1 mm 어긋나면 조도비 약 1.06, δ 약 6%. 리드헤드 전체와 함께 움직이며 반경 이동으로는 δ가 바뀌지 않는다.

회로 이득. 두 로 앰프 이득 불일치는 디스크와 무관하지만 먼저 배제한다.

분리 시험

1. 채널 교체: 리드헤드 A·B 출력을 보간 회로(또는 오실로스코프 두 채널)에서 맞바꾼다. 작은 쪽이 채널을 따라가면 회로 이득, 신호를 따라가면 광학·디스크·조립.
2. 반경 이동: 심 또는 장공으로 리드헤드를 반경 방향으로 여러 단 옮기며 δ를 기록. 평평한 바닥 후 급상승은 트랙 이탈. 평평한 바닥 폭은 편측 여유의 약 2배. 완만한 선형 변화는 트랙 반경 불균. 거의 불변이면 리드헤드 내부(조명·검출기).
3. 전주 회전: Z로 나눠 δ를 본다. 일정하면 정적 원인. 1회전 1회면 편심+이탈. 특정 각만이면 국소 막·선폭.
4. 롤 미세조정: 리드헤드 한쪽에 얇은 심. δ가 선형으로 바뀌면 두 행 간격 차. 장착면 평행도를 고친다.
5. 디스크 교체: 가능하면 동롯 또는 기준 디스크로. δ가 디스크를 따라가면 디스크의 반경 균일과 선폭 일관성으로 돌아간다.

그림 3은 다섯 기원 부류가 이 동작들에서 어떻게 응답하는지 요약한다. A·B가 반경으로 나뉜 리드헤드만 이탈과 롤 문제를 보인다. 한 행에 엇갈려 배열되면 이 두 부류는 거의 없다.

설계 포인트

• δ는 X·Y 두 축 외곽으로 계산: δ = 1 − (Y_max − Y_min)/(X_max − X_min). 오프셋·위상 오차에 영향받지 않는다.
• 보간 오차 피크 ≈ δ/2, 정확히는 arcsin((a − b)/(a + b)). 2048선에서 2% ≈ 1″.
• 분행 구조의 트랙 폭은 “두 행 합계 높이 + 2 × (반경 장착 공차 + 편심)”로 설계. 아니면 이탈이 진폭 불등으로 바로 나타난다.
• 리드헤드 장착면 롤은 |S|·Δy·γ로 점검. 세 피치·소간격일수록 엄격.
• 디스크 측 선폭·OD 반경 균일 영향은 대개 ~1%지만 다른 기원에 겹친다. 입고 검사는 트랙 양옆에서 각 1점 측정.
• 먼저 채널 교체로 회로를 배제하고, 그다음 반경 이동과 롤 시험. 순서를 뒤집지 않는다.

정리

장축이 좌표축을 따르는 타원은 A·B 진폭 불등에 대응하며, 오차는 1주기 2회·약 δ/2. 디스크 측은 2상 검출 영역이 보는 트랙 영역의 불일치로 양은 보통 작다. 조립 측 반경 이탈과 롤은 분행 구조에서 더 크게 작용한다. 2축 외곽으로 δ를 정확히 읽고, 채널 교체·반경 이동·전주·롤 미세조정 순으로 회로·리드헤드·조립·디스크 기여를 나눈다.

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