docs: 硬件前端电路对比报告 + 两机原理图归档

- 新增 docs/hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md:
  CD4060(PD132T) vs 直连(V4B) 电路链/元件对比/量化贡献/对释放判定影响等级
  结论: 两现象主要根因在软件层(V4.04已修), 硬件噪声是现象2次要放大器
- 原理图归档 models/<型号>/: PD132T.A Ver2.01-20210609 / DLD154V4 Ver3.00-20250903 (Logic)
- models/<型号>/analysis.md 加原理图+对比报告交叉引用
- README 目录结构补充原理图附件约定
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2026-09-01 11:13:02 +08:00
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# 硬件前端电路对比:PD132T (CD4060 分频) vs DLD154V4B (直连)
> 2026-09-01 · 基于原理图 + 固件交叉验证
> 关联:`models/PD132T/analysis.md`、`models/DLD154V4B/analysis.md`、`docs/filter-coefficient-79-vs-64.md`
> 背景:金属板复测两现象(①慢速抬板释放高度偏高且跟手速有关 ②定在 HR0/2 保持 ~1s 假释放)——软件根因已修(V4B V4.04RELEASE_ALFA 18→21 + 进入 snap),本文评估**硬件前端差异**是否也参与。
## 1. 原理图清单(存于本仓库 models/ 下)
| 型号 | 文件 | 版本 | 说明 |
|------|------|------|------|
| PD132T | `models/PD132T/PD132T.A_Ver2.01-20210609_Logic.pdf` | Ver2.01 (2021-06-09) | 2 页:P1 主控板 / P2 振荡+分频 |
| DLD154V4B | `models/DLD154V4B/DLD154V4_Ver3.00-20250903_Logic.pdf` | Ver3.00 (2025-09-03) | 1 页:主控+振荡+电源 |
## 2. 电路链(OCR + 固件交叉确认)
```
PD132T:
线圈(LP1) ──→ 9015(PNP)×2 三极管振荡器 ──→ CD4060(U1) 施密特整形 + 分频 ──→ LP ──→ STC12C2052(MA801AS)
(6.8K/10K/100K 偏置, 33nF/50V 谐振, 104) (Q5~Q12 多级, 选一路) CEX1/P3.5 PCA 捕获
DLD154V4B:
线圈(Loop) ──→ 三极管振荡器(同构) ──→ LP ──→ PA7 ──→ AT32F421F8P7
(6.8K×4 偏置, 33nF×2 谐振, 104) 直连, 无整形/无分频 TIM3_CH2 上升沿捕获
```
- 固件交叉确认(V4B):`TaskLoop.c` TMR3 ISR 只做捕获(`loop1_Xn = 相邻边沿差`),无驱动输出 → 振荡由硬件有源器件自激;`main.c` 无线圈激励代码(TMR14 PWM 是红灯呼吸灯 PB1,与线圈无关)。
- PD132T 分频比反推:Xn 有效窗 406~2050 @ 捕获时钟 0.75MHz → 输入频率 366Hz~1.8kHz;线圈 ~100kHz 走 CD4060 **÷128(Q7)~÷256(Q8)** 落在窗口内 ✓。
## 3. 元件级对比
| 项目 | PD132T | DLD154V4B |
|------|--------|-----------|
| 主控 | STC12C2052 (8051, 20pin) | AT32F421F8P7 (M4, 20pin) |
| 振荡器件 | 9015 PNP ×2 | 三极管(型号待核,符号同构) |
| 谐振电容 | 33nF/50V + 104 | 33nF×2 + 104 |
| 偏置电阻 | 6.8K×4 + 10K×2 + 100K | 6.8K×4 + 8K/3.9K |
| **分频/整形** | **CD4060 (U1),施密特输入** | **无(直连)** |
| 捕获极性 | PCA CEX1,上升下降双沿 | TIM3_CH2,上升沿 |
| 测量窗口 | 43.7ms | 2.18msLPCNT 自适应) |
| 保护 | P6KE12CA / SMBJ28CA TVS | D7 等 |
## 4. CD4060 的量化贡献:整形 + 分频 = 硬件平均器
| | PD132T (有 CD4060) | DLD154V4B (无 CD4060) |
|---|---|---|
| Xn 单位 | 1 个 Xn = **128~256 个原始周期平均** | 1 个 Xn = **1 个原始周期** |
| 边沿质量 | CD4060 施密特整形 → CMOS 满摆幅陡峭方波 | 三极管振荡模拟波形直接过零,边沿抖动大 |
| 平均层级 | 两级(分频平均 + 长窗 43.7ms 平均) | 单级(窗口 2.18ms 平均)+ IIR 后级 |
| 等效平均样本 | ~4000~8000 个原始周期 | 窗口级 218 周期;慢滤波 IIR(τ117ms) 后 ~11000 周期 |
**关键点**:V4B 虽然直连噪声大,但释放判定用慢滤波(τ=117ms ≈ 54 窗口),IIR 把等效平均样本补回与 PD132T 同量级——所以释放路径的**稳态噪声**两者可比。
## 5. 对释放判定两现象的影响等级
| 现象 | 硬件影响 | 说明 |
|------|---------|------|
| ① 释放高度偏高(跟手速) | **无** | 确定性偏移 = τ 差(已修 α21)+ 确认差(3×10ms vs 0);噪声只添抖动不改均值 |
| ② HR0/2 保持 ~1s 假释放 | **次要放大器** | 主根因 = 双滤波结构缺陷(快进+慢出,慢滤波未 snap,V4.04 已修);CD4060 低噪声让 PD132T 结构免疫之外信号更干净,V4B 直连噪声会"模糊化/展宽"理论窄带(SENS=3 无噪声模型 0.032%~0.044%),但慢滤波 IIR 已兜底 |
## 6. 结论与现场验证建议
1. 两现象的主要根因均在**软件/滤波结构层**V4.04 修正(RELEASE_ALFA 18→21 + 进入 snap)已闭环;硬件差异是二阶因素。
2. 现场复测重点:
- 慢速抬板释放高度与 PD132T 差距(预期收敛到 ±3mm 内,手越慢越接近)
- HR0/2 保持 1~2s 继电器稳定(预期不再释放)
3. 若复测发现 HR0/2 附近仍有**边界抖动性释放**(残余信号明显超出理论窄带也偶发释放)→ 实锤直连噪声放大,再考虑:
- 固件:释放判定加最小保持时间 / Xn 多周期滑动平均(偏离 PD132T 对齐目标,慎用)
- 硬件:PA7 前加施密特整形(74HC14 单门)或比较器(改版,周期长)
4. 待核事项:V4B 三极管具体型号(原理图 OCR 未识别出,建议开板目检);PD132T 分频输出脚确认(Q7 或 Q8,结合 Xn 窗口反推)。
## 7. 附:信号质量定性推论(待现场波形验证)
- PD132T 输入 = 干净低频方波 → PCA 捕获边沿抖动极小 → 释放判定"定住多久都不释放"的硬件底气
- V4B 输入 = 原始振荡波形 → 若波形幅值低/谐波重,过零时刻随幅值漂移(雨天/金属板位置敏感)→ 建议现场用示波器量 PA7 波形,确认边沿质量后决定是否需要硬件整形