# 线圈电感量估算与不合理范围告警 — 设计讨论稿

> **状态：设计讨论稿（未实现）** — 本文仅存档讨论结论，代码未落地。
> 固件版本基线：V4.25（cmcng.h）；涉及产品：DLD154V4B（DLD154V4）。

**修订记录：**

| 版本 | 日期 | 说明 |
|------|------|------|
| v0.1 | 2026-09-02 | 初稿（合理范围按 50~300 µH，三区制） |
| v0.2 | 2026-09-03 | 合理范围改 **50 ~ 1000 µH（规格书口径，两档任意一档合法即不告警）**，三区窗口重算 |

## 1. 背景

DLD154V4 线圈振荡电路：固定电容 **33 nF** + 拨码开关可并联另一 **33 nF**（C = 33 nF 或 66 nF 两级频率）。
拨码**不引到 MCU IO**，固件无法感知当前档位。

需求（用户最终口径）：
1. 由实测振荡频率推算线圈电感量 L（粗略值即可）
2. 对不合理电感量范围的线圈告警：**两档任意 L ∈ [50, 1000] µH 合法**（规格书范围），超出才告警
3. 预留 C_eff 校准公式/系数，测试时微调
4. 持续监视

## 2. 物理模型与测量精度

LC 谐振：**f = 1 / (2π·√(L·C))**，反推 **L = 1 / (4π²·f²·C)**

- f 固件现成：`calc_freq_khz()`（Xn@60MHz 捕获，f_kHz = 60000 / Xn），Xn≈3681 时测量精度 ~0.03%，足够
- 误差预算：C 容差 ±5% → L 误差 ~10%；线圈分布电容 C0（几十 pF vs 33000 pF）≈0.3% 可忽略；
  谐振拓扑非理想偏移 → 待标定收口
- **档位歧义（核心）**：C = 33/66 nF → 同一线圈频率差 √2=1.414 倍，反推 L 差 **2 倍**；
  拨码不可读 → 单次测频无法唯一判定档位 → 判定采用三区制（§4）

## 3. 频率 ↔ 电感对照表

| L(µH) | C=33nF f(kHz) | C=66nF f(kHz) | 备注 |
|-------|--------------|--------------|------|
| 20    | 195.9        | 138.5        | 超出下限（<50）→ 红区（>123.9 必超） |
| **50**| **123.9**    | **87.6**     | 规格下界 |
| 100   | 87.6         | 62.0         | 推荐带 |
| 200   | 62.0         | 43.8         | 推荐带 |
| 300   | 50.6         | 35.8         | 推荐带上沿 |
| 500   | 39.2         | 27.7         | 可工作（33nF 档落绿/66nF 档落绿边界） |
| 800   | 31.0         | 21.9         | 66nF 档落灰带（33nF 档对应 L=2000µH 超，无法判档） |
| **1000**| **27.7**    | **19.6**     | 规格上界 |
| 1440* | 23.1         | 16.3         | 超出上限（<19.6 必超） |

\* 现场实测 Xn=3681 → f=16.3kHz → L≈1445µH(66nF)/2889µH(33nF)，无论哪档都 >1000µH →
  该线圈应被"L 偏大"红区告警拦下（V4.24/V4.25 抓波形期间发现的现象）

**换算公式（默认档粗估）**：L_µH = 2.533e7 / (f_kHz² × C_nF)；33nF 档结果 = 66nF 档结果 × 2

**C_eff 校准预留**：L_µH = (2.533e9 / (f_kHz² × C_nF)) × COIL_CAL_COEF_Q10 / 1024，
标定线圈（100µH / 300µH 精密电感）实测 f 后调单一系数收口。

## 4. 判定窗口 — 三区制（v0.2：合理范围 50 ~ 1000 µH，两档任意合法）

两档频率带：
- C=33nF 合法带：**27.7 ~ 123.9 kHz**（L∈[50,1000]µH）
- C=66nF 合法带：**19.6 ~ 87.6 kHz**

"两档任意 L∈[50,1000]µH 合法" → 只要**存在一个档位**使 L 合法即不告警（并集思路）；
但档位不可读，单档合法区无法确认 → 保留三区制：

| 区 | 频率 (kHz) | 语义 | 动作 |
|----|-----------|------|------|
| 🟢 确认正常 | 27.7 ~ 87.6（两档频带交集） | 拨任意一档，L 都在 [50,1000] µH | 绿灯 |
| 🟡 歧义带 | 19.6~27.7 或 87.6~123.9（单档合法区） | 某一档合法/另一档超，无档位信息无法确认 | 不上故障灯，仅 EVT/状态字段提示 |
| 🔴 确认超范围 | < 19.6 或 > 123.9（并集外） | 两档下 L 必超（<19.6 → L>1000µH；>123.9 → L<50µH） | 黄灯慢闪告警 |

- 🔴 区无歧义：<19.6 必然是 66nF 档 + L>1000µH；>123.9 必然是 33nF 档 + L<50µH
- 🟡 区（放宽后收窄）：如 800µH 拨 66nF → f=21.9kHz 落灰带（33nF 档对应 2000µH 超）；
  常见推荐组合 100~500µH 两档均落绿区（见 §3 表）——灰带上灯会误伤这类现场，建议静默到诊断层
- 与 v0.1（50~300µH）对比：红下界 35.8 → **19.6**（300~1000µH 的规格内线圈不再误报），
  绿窗 50.6~87.6 → **27.7~87.6**

### 建议宏（TaskLoop.h，待标定）

```c
#define COIL_F_LOW_LIMIT     196    // f < 19.6kHz  → L 必 >1000µH → L偏大 (0.1kHz 单位)
#define COIL_F_HIGH_LIMIT   1239    // f > 123.9kHz → L 必 <50µH   → L偏小 (0.1kHz 单位)
#define COIL_F_GREEN_LOW     277    // 绿窗下界 27.7kHz (两档交集)
#define COIL_F_GREEN_HIGH    876    // 绿窗上界 87.6kHz (两档交集)
#define COIL_DEF_C_NF        66     // 默认档电容 nF (拨码不可读, 粗估 L 用; 33nF 档 ×2)
#define COIL_CAL_COEF_Q10   1024    // C_eff 校准系数 Q10 (=1.000), 标定后微调
```

## 5. 判定状态机（持续监视 + 防抖）

```
条件: !g_disconnect_active && g_loop_stable && !loop1_VD_FLAG   (空闲/稳定, 车来不判)
f = calc_freq_khz(loop1_Origin, loop1_LPCNT)                    (空场滤波后频率)

f < COIL_F_LOW_LIMIT      → 故障 1 = L 偏大
f > COIL_F_HIGH_LIMIT     → 故障 2 = L 偏小
COIL_F_GREEN_LOW..HIGH    → 正常
其余 (歧义带)             → 状态位提示 (不上灯)

防抖: 越界持续 100tick(1s) 置位; 恢复持续 100tick 清除
监视点: vd1_task 无车段末尾 (Origin 更新后)
```

## 6. 黄灯模式 5（方案草案）

| 模式 | 状态 | 指示 |
|------|------|------|
| 1 | 断开/无线圈 | 快闪 200ms |
| 5（新增） | 线圈电感异常（L 偏大/偏小） | 慢闪 500ms/500ms（1Hz） |
| 4 | 环境预判/学习中 | 常亮 |
| 3 | 断开史 N 短闪 | — |
| 2 | 正常 | 灭 |

优先级：断开(1) > 电感异常(5) > 环境(4) > N短闪(3) > 灭
自检段（STBL=0）不判，防上电抖动。红绿指示不受影响。

## 7. 诊断输出（草案）

```
EVT|coil_fault f:16.3kHz L~1445uH(C66/×2C33) too_large   // 进入告警 (红区)
EVT|coil_gray  f:21.9kHz                                   // 歧义带提示 (可选, 不上灯)
EVT|coil_ok    f:62.1kHz L~100uH                           // 恢复
```

## 8. 单测计划

`tests/test_coil_range.c`：窗口边界换算（表驱动 50/1000 边界）/ 红区告警与恢复防抖 /
车压不误判（VD=1 不判）/ 两档歧义粗估（L66 与 ×2）/ 灰带不上灯仅状态位。

## 9. 待确认项（未定）

1. 黄灯模式 5 慢闪 1Hz 节奏是否采纳（或"常亮+1 短灭"）
2. 默认档 `COIL_DEF_C_NF`：66nF（出厂并联 ON）？现场是否有普遍拨 33nF 的情况
3. 灰带（歧义带）处理：推荐不上灯仅诊断日志（EVT|coil_gray），若产品要求提示再议
4. 红/绿阈值（196/1239/277/876，0.1kHz 单位）需标定线圈实测后微调