From fc243c010c195564fb7fa0cdb68c7239a85674ec Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: wangfq Date: Fri, 11 Sep 2026 09:25:49 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?docs(measurement):=20=E6=B5=8B=E9=87=8F?= =?UTF-8?q?=E8=8A=82=E6=8B=8D=E6=98=AF=E5=8C=BA=E9=97=B4=20=E2=80=94?= =?UTF-8?q?=E2=80=94=20=E5=91=A8=E6=9C=9F=E7=B4=AF=E7=A7=AF=E6=B3=95?= =?UTF-8?q?=E7=9A=84=E7=AA=97=E5=8F=A3=E9=87=8F=E5=8C=96=EF=BC=88=E7=94=A8?= =?UTF-8?q?=E6=88=B7=E6=8F=90=E5=87=BA=EF=BC=89+=20=E5=85=A8=E4=BB=93?= =?UTF-8?q?=E5=9B=9E=E7=81=8C?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit - 新文件 docs/measurement-window-quantization.md：窗长 = ⌊BASE/Xn₀⌋·Xn₁ tick（LPCNT 整数除法 + 学习后冻结） · 标称 BASE/f_cap（10.92/21.85ms）是【上限】，实际 = 标称 ×(BASE−r₀)/BASE × f₀/f_now · 站点偏差：100kHz −0.39%（PD132T 10.88ms / PD136HA 21.76ms）、60kHz −2.34%、带内最差 −6.20%（Xn₀=2049） · 深占压（频偏 −5%）窗再 +5.3%；"检测阈值"量级（≤0.46%）可忽略 · ✅ Δf/f 口径不受影响：Value/Origin = Xn₁/Xn₀ 精确（余数完全约掉）—— 灵敏度/交付结论全部保持 · ⚠ 新发现：loop1_LPCNT 为 INT8U(≤255)，同族靠 406 对齐报告的通用骨架见 `docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md`：口径前提 → 灵敏度（进入/离开）→ 判据与滤波 → 输出与时序 → 超时与异常 → 拨码迁移 → 风险门 → 先进点 → 待实测清单。 ## 目录结构 @@ -34,6 +43,7 @@ vd-analysis/ │ ├── cross-model-comparison.md # 跨型号参数对比总表 │ ├── pd132t-vs-pd136ha-comparison.md # 同血统两代对比（8051 → M0+，2026-09-11） │ ├── filter-coefficient-79-vs-64.md # 滤波系数 79/64 专题 +│ ├── measurement-window-quantization.md # 测量窗量化口径（节拍是区间，2026-09-11） │ ├── hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md # 硬件前级对比（PD132T vs V4B） │ ├── pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md # 交付对齐：PD132T → DLD154V4B │ └── pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md # 交付对齐：PD136HA → DLD154V4B diff --git a/docs/cross-model-comparison.md b/docs/cross-model-comparison.md index f05cb1b..3b2a518 100644 --- a/docs/cross-model-comparison.md +++ b/docs/cross-model-comparison.md @@ -44,6 +44,8 @@ | **基线更新周期** | **0.82 s**（100 窗；⚠ 勘误） | **2.73 s** | **1.09 s**（勘误） | **5.59 s**（256 窗） | **5 s**（500 窗） | **4.37 s**（500 窗） | | IIR 时间常数 τ | **22~27 ms**（⚠ 勘误） | 88 ms / 109 ms | **35.4 / 43.7 ms**（α79/α64；精确 29.6 / 38.0） | 87 ms（精确 76.0） | 32 ms | **28 ms** | +> ⚠ **测量节拍是区间，不是定值**（2026-09-11 补）：`LPCNT = ⌊BASE/Xn₀⌋` 是**整数除法且学习后冻结**，窗长 = `⌊BASE/Xn₀⌋·Xn₁` 个 tick ⇒ **上表中"测量节拍 / 基线更新周期 / IIR 时间常数"三行数值均为标称上限**。站点实际值 = 标称 × `(BASE−r₀)/BASE` × `f₀/f_now`（`r₀ = BASE mod Xn₀`）：100kHz 站点 **−0.39%**、60kHz 站点 **−2.34%**、带内最差 **−6.2%**（Xn₀=2049）；深占压（频偏 −5%）再 +5.3%。**Δf/f 口径不受影响**（`Value/Origin = Xn₁/Xn₀` 精确，余数完全约掉）。公式/数值表/位宽约束（`INT8U LPCNT` ⇒ 需 `Xn>129`）见 [measurement-window-quantization.md](measurement-window-quantization.md)。 +> > IIR 系数 79/64 的量化对比（α/τ/阶跃响应/噪声抑制/单频衰减/模拟验证）见 [filter-coefficient-79-vs-64.md](filter-coefficient-79-vs-64.md)（2026-08-28 新增；**2026-08-31 v2 扩展：时间常数公式详解 + 释放路径影响 + 方案 A 案例**）。 > ⚠ **时序数值来源（2026-09-11 复核）**：DLD154Pro 为 60MHz 实测配置（8.74ms）；DLD154V4B 为实测/代码确认（10ms tick，τ=32ms）；PD132 系（L/T/136HA）**全部基于 12MHz 晶振** —— PD136HA：用户确认 + `CLK_INIT()` 直取 XTH + Keil ` CLOCK(12000000)`；**PD132T：MA801 官方手册直证**（`AUXR` b7/b6 = T0X12/T1X12 ⇒ 定时器按 1 个时钟周期计数；`CMOD` `CPS1:CPS0=10` ⇒ PCA 时钟 = 定时器 0 溢出）；PD132L：代码注释。公式：测量节拍 = BASE / 捕获时钟。 @@ -61,7 +63,9 @@ 纳入对比表的型号（M1H / PD132L / PD132T / PD136HA / DLD154V4B / DLD154Pro）**全部采用周期累积法**： ``` -累加固定数量周期（周期域，LPCNT=BASE/Xn）→ 受周期抖动影响，LPCNT 自适应归一化 +累加固定数量周期（周期域，LPCNT=⌊BASE/Xn₀⌋，**学习后冻结**） +⇒ 窗长 = LPCNT·Xn₁ 个 tick（≤ BASE tick，**按站点线圈频率浮动 0 ~ −6.2%**，深占压再 +5%） +⇒ 但比值口径精确：Value/Origin = Xn₁/Xn₀（floor 余数约掉） ``` > TLD-110（2006，门控计数法）是唯一例外，已移出对比表，见 `models/TLD-110/analysis.md`。 @@ -101,3 +105,4 @@ DLD 产品线（154V4B/154Pro/960Loop/110S）继承 M1H 血统，且 154Pro 是 - [ ] **PD136HA 的 TIM1 实际 tick**（`ARR=0xF159` 与注释「5ms」不自洽，反推 82.4ms）—— 决定其 500ms / 300s / 240s 秒数的授权 - [ ] **PD132T「双沿 ⇒ 半周期」现场确认**（示波器量线圈频率或 P23）—— 确认线圈频段落 23.4~118kHz - [ ] **PD132L 捕获沿**已由 `models/PD132L/analysis.md`（TIM1_CC3 下降沿）说明，如需可再源码复核 +- [ ] ⚠ **PD136HA 恢复/替代频率窗口检查**：其 `// if(Xn>400 && Xn<2030)` 被注释 ⇒ 8 位 `LPCNT` 失去保护（`Xn<129` 时截断 ⇒ 异常线圈可能报"堵车"而非"故障"），且丢失"线圈异常 → 故障"路径。见 `measurement-window-quantization.md` §5 diff --git a/docs/filter-coefficient-79-vs-64.md b/docs/filter-coefficient-79-vs-64.md index 76688e2..0ff9b93 100644 --- a/docs/filter-coefficient-79-vs-64.md +++ b/docs/filter-coefficient-79-vs-64.md @@ -77,13 +77,15 @@ y[n] = 1 − (1−α)^n | 型号 | 测量节拍 T | τ(α=79) | τ(α=64) | |------|-----------|---------|---------| -| M1H | 32.8 ms | 106 ms | 131 ms | +| M1H | **8.19 ms**（⚠ 2026-09-11 勘误） | **26.5 ms** | **32.8 ms** | | PD132L | 27.3 ms | 88 ms | 109 ms | -| PD132T | **10.92 ms**（勘误） | **35.4 ms** | **43.7 ms** | -| PD136HA | 21.8 ms | 71 ms | 87 ms（实际生效） | +| PD132T | **10.88 ms**（100kHz 站点；标称上限 10.92） | **35.3 ms** | **43.5 ms** | +| PD136HA | **21.76 ms**（100kHz 站点；标称上限 21.85） | **70.5 ms** | **87.0 ms（实际生效）** | | DLD154V4B | 10 ms | **32 ms** | 40 ms | | DLD154Pro | 8.74 ms | 28 ms | 35 ms | +> ⚠ **表中 T 是"标称上限"**（2026-09-11 补）：实际测量窗 = `⌊BASE/Xn₀⌋·Xn₀/f_cap`，按**站点线圈频率**浮动 0 ~ −6.2%（100kHz 站点 −0.39%），深占压再 +5%；**τ 按同一因子缩放**（本表未逐一改写，读数时按百分比折算即可）。公式与数值表见 [measurement-window-quantization.md](measurement-window-quantization.md)。 + --- ## 3. 对触发（进入）的影响 diff --git a/docs/measurement-window-quantization.md b/docs/measurement-window-quantization.md new file mode 100644 index 0000000..7fd9df2 --- /dev/null +++ b/docs/measurement-window-quantization.md @@ -0,0 +1,180 @@ +# 测量节拍不是常数：周期累积法的窗口量化（`floor(BASE/Xn)·Xn`） + +> **2026-09-11** · 起因：指出 `void CAP1_isr()` 里 `loop1_Value = loop1_CapSum`（累加 LPCNT 个 `Xn`）与 `loop1_LPCNT = 32768/loop1_Xn` 的**整数除法** ⇒ **测量节拍是区间，不是定值**。 +> 适用：**PD132T / PD136HA / M1H**（BASE=32768 同族，代码逐行同构）；**DLD154V4B / 154Pro 同理**（BASE 不同，误差更小，见 §7）。 + +## 0. 结论 + +| # | 结论 | 说明 | +|---|---|---| +| 1 | **测量窗 = `floor(BASE/Xn₀) · Xn₁ / f_cap`** | `Xn₀` = 学习时算得并**冻结**的周期计数；`Xn₁` = 当前周期计数 | +| 2 | **标称值 `BASE/f_cap`（10.92 / 21.85ms）是上限，不是真值** | 实际窗 = `BASE − (BASE mod Xn₀)` 个 tick ⇒ **只短不长** | +| 3 | 站点偏差 = `(BASE mod Xn₀)/BASE` ⇒ 带内 **0 ~ −6.2%** | Xn₀ 越接近带低端（2050）越短；典型 100kHz 线圈（Xn₀=480）为 **−0.39%** | +| 4 | 另有**频率跟踪分量**：窗时长 ∝ `1/f_now` | 阈值量级（≤0.46%）可忽略；**深占压**（线圈频偏 −5%）时窗变长 +5.3% | +| 5 | ⭐ **Δf/f 口径完全不受影响** | `Value/Origin = Xn₁/Xn₀` **精确成立**（整除余数 r 在分子分母**完全约掉**）⇒ 既有灵敏度/交付结论全部保持 | +| 6 | ⚠ **`loop1_LPCNT` 声明为 `INT8U`（≤255）** | 同族靠 `406 < Xn < 2050` 保证 `LPCNT ≤ 80`；**PD136HA 已把该窗口注释掉** ⇒ `Xn < 129`（线圈 >372kHz）会 8 位溢出（§5） | + +--- + +## 1. 代码机理（PD132T / PD136HA 逐行同构） + +```c +/* PD132T main.c:96-105 / PD136HA main.c:163-172 —— 学习期：LPCNT 算一次后冻结 */ +if (loop1_INI_LOOP) { + if (loop1_LPCNT == 0) { + if (loop1_CapCnt > 100) { + loop1_LPCNT = 32768 / loop1_Xn; // ← 整数除法，截断 + if (loop1_LPCNT == 0) loop1_LPCNT = 1; // Xn>32768 时兜底 + loop1_CAPVD = 0; loop1_CapSum = 0; loop1_CapCnt = 0; + } + } +} +/* 测量期：累加 LPCNT 个 Xn */ +loop1_CapSum += loop1_Xn; +if (loop1_CapCnt >= loop1_LPCNT) { + loop1_Value = loop1_CapSum; // = Σ(LPCNT 个 Xn) + loop1_CapSum = 0; loop1_CapCnt = 0; +} +``` + +关键性质（两条都容易被忽略）： + +1. **`LPCNT` 是"一次冻结"**：只在 `LPCNT == 0` 且 `CapCnt > 100` 时计算一次，此后不再重算；只有 `INIT_VD()`（学习/复位）才 `LPCNT = 0` 重新标定。 +2. **`CapCnt++` 发生在累加之前**（PD132T:83 / PD136HA:148）⇒ 判据触发时 `CapSum` 恰好含 **LPCNT** 项 ⇒ `Value = LPCNT × Xn`（Xn 恒定时）✓ + +⇒ 因此：**窗长（tick）= `LPCNT × Xn₁` = `floor(BASE/Xn₀) × Xn₁`**，而**不是**恒定 `BASE`。 + +--- + +## 2. 代数：窗为什么"只短不长"，而口径为什么不受影响 + +记 `BASE = 32768`，`r₀ = BASE mod Xn₀`，则 + +``` +LPCNT = (BASE − r₀) / Xn₀ （整数除法） +窗长(tick) = LPCNT · Xn₁ = (BASE − r₀) · (Xn₁ / Xn₀) （Xn₁ = 当前值） +窗时长 = 窗长(tick) / f_cap +``` + +**两条分量**： + +| 分量 | 表达式 | 量级 | 性质 | +|---|---|---|---| +| ① 整除余数量化 | `(BASE − r₀)/BASE` | 带内 **0 ~ −6.2%** | **站点确定值**（不抖动；随该站点线圈频率而定） | +| ② 频率跟踪 | `Xn₁/Xn₀ = f₀/f_now` | 阈值内 ≤ +0.46%；深占压 +5% 量级 | 与频偏**同向**（频率跌 ⇒ 窗变长） | + +**口径为什么不受影响**（最重要）： + +``` +Origin = LPCNT · Xn₀ = BASE − r₀ （学习值） +Value = LPCNT · Xn₁ （当前值） +Value / Origin = Xn₁ / Xn₀ ← 精确，r₀ 完全约掉 ✓ +``` + +⇒ 相对量 `Δf/f = 1 − Value/Origin` **与 r₀、与 BASE、与 f_cap 全部无关** ✓（数值验证：Xn₀ = 406/480/800/2050 四种站点，频偏 0.5% 时 `Value/Origin` 均精确等于 `Xn₁/Xn₀`）。 + +唯一残留误差是判据阈值的**截断**：`dlt = Origin × 表值 >> 16` ⇒ 有效阈值 = `表值/65536 ± 1/Origin`，即 **±0.003%**（1/32768）—— 可忽略。 + +## 3. 数值表（按站点线圈频率） + +`Xn₀ = C / f_coil`（族内 `C = 32·f_cap/边沿系数 = 4.8×10⁷`，PD132T/PD136HA 通用）： + +| 线圈频率 | Xn₀ | LPCNT | 窗长(tick) | PD132T 窗@3MHz | 偏差 | PD136HA 窗@1.5MHz | 偏差 | M1H 窗@4MHz | +|---|---|---|---|---|---|---|---|---| +| 240 kHz | 200 | 163 | 32 600 | 10.867 ms | −0.51% | 21.733 ms | −0.51% | 8.150 ms | +| **100 kHz（标称）** | 480 | 68 | 32 640 | **10.880 ms** | **−0.39%** | **21.760 ms** | **−0.39%** | 8.160 ms | +| 60 kHz | 800 | 40 | 32 000 | 10.667 ms | −2.34% | 21.333 ms | −2.34% | 8.000 ms | +| 40 kHz | 1200 | 27 | 32 400 | 10.800 ms | −1.12% | 21.600 ms | −1.12% | 8.100 ms | +| 23.4 kHz（带低端） | 2050 | 15 | 30 750 | 10.250 ms | **−6.16%** | 20.500 ms | −6.16% | 7.688 ms | +| （带内最差） | 2049 | 15 | 30 735 | 10.245 ms | **−6.20%** | 20.490 ms | −6.20% | 7.684 ms | + +**读法**：`10.92 ms` / `21.85 ms` 是**标称上限**；具体站点按上表由**线圈频率**决定（偏差随 `LPCNT` 变小而变大 —— 低频线圈的窗更短、量化更粗）。 + +**积分深度**（每窗平均的有效线圈周期数）同样按此缩放：PD132T ≈ `16·LPCNT`、PD136HA ≈ `32·LPCNT`（100kHz 站点：1088 / 2176 个线圈周期）。 + +--- + +## 4. 频率跟踪分量（窗随时间"伸缩"） + +因为 `LPCNT` 冻结、而窗累加的是**当前**周期，所以： + +``` +窗时长(t) = 窗长(tick)/f_cap = (BASE − r₀)/f_cap × (f₀ / f_now) +``` + +| 线圈频偏 | 窗时长变化 | 现场含义 | +|---|---|---| +| −0.032%（PD132T 档 3 阈值） | +0.032% | 可忽略 | +| −0.458%（PD132T 档 0 阈值） | +0.460% | 可忽略 | +| −1% | +1.01% | 温度漂移量级 | +| **−5%** | **+5.26%** | **大车/拖车深占压**：窗变长 ⇒ 恢复更慢 | + +⇒ 结论：**在"检测阈值"量级上可忽略（≤0.5%），在"深占压"场景下会把响应/恢复时间再拉长百分之几**。这也解释了为什么"深占压后基线跟踪慢"的代码设计（冻结 + `LC_HOLD` 重学）是必要的。 + +--- + +## 5. ⚠ 位宽与窗口检查（本轮新发现） + +| 变量 | 类型 | 上限 | 约束 | 风险 | +|---|---|---|---|---| +| `loop1_LPCNT` | `INT8U`（PD132T main.h:37 / PD136HA main.h:64） | **255** | `LPCNT = 32768/Xn ≤ 255` ⇒ 需 `Xn ≥ 129` | ⚠ 见下 | +| `loop1_CapCnt` | `INT8U` | 255 | 需 `LPCNT ≤ 255`（同上） | 同上 | +| `loop1_CapSum` / `Value` / `CAPVD` | `INT16U` | 65 535 | 标称 32 768（**余量 2×**） | 频率下漂 >100%（Xn 翻倍）才溢出 ⇒ 现实不可达 | + +**同族靠频率窗口保护 8 位 LPCNT**：`406 < Xn < 2050` ⇒ `LPCNT ≤ 80` ✓（PD132T main.c:85、M1H 同构）。 +**PD136HA 已把该窗口注释掉**（`// if(loop1_Xn>400 && loop1_Xn<2030)`，main.c:150，V3.14 去环路 LED 时一并屏蔽）⇒ **保护消失**： + +- 若 `Xn < 129`（等效线圈 > 372 kHz，例如线圈断线/短路的异常振荡、或强干扰产生的窄脉冲）⇒ `LPCNT` 真值 >255 ⇒ **8 位截断**（如 327 → 71）⇒ 窗长骤降（71×Xn）而 `Origin ≈ 32768` ⇒ `Value ≪ Origin − dlt` ⇒ **判为"持续有车"** ⇒ 继电器吸合 → HOLD 300s 超时 → 整机复位。 +- 对比 **PD132T**：同样的异常会走 `LOOP_OK = 0` + LED 快闪（**故障指示**，不产生有车输出）。 +- ⇒ **行为差异**：同一种线圈异常，PD132T 报"故障"，PD136HA 可能报"堵车"。 +- **建议**（固件侧，待评估）：PD136HA 恢复窗口检查，或至少加 `if (loop1_LPCNT > 80) → 判故障` 的兜底钳制。 + +> 同类检查也适用于 M1H（同 8 位 `LPCNT` + 无窗口检查 ⇒ 同风险）。**注意**：PD132T 的窗口检查同时承担"线圈异常 → 故障"的职责，恢复/删除前要确认异常语义有替代路径。 + +--- + +## 6. 受影响 / 不受影响（既有数值的正确读法） + +| 类别 | 项目 | 处置 | +|---|---|---| +| ✅ **不受影响** | `Δf/f = 表值/65536` 口径、灵敏度表换算、跨型号档位对比、进入/离开判据、滞回语义 | 保持不动（§2 代数保证） | +| ⚠️ **同一因子缩放** | 测量节拍、基线更新周期、IIR 时间常数 τ、进入/离开响应时间、最小可检占压、积分深度 | 表中数值标注"**标称（上限）**"，实际 = 标称 × `(BASE−r₀)/BASE` × `f₀/f_now` | + +**修正后的表述模板**（建议全仓沿用）： + +> 测量节拍 **≈10.88 ms**（标称上限 10.923 ms = 32768/3MHz；实际 = `floor(32768/Xn₀)·Xn₀/f_cap`，100kHz 站点 −0.39%，带内最差 −6.2%） + +例：PD132T 基线更新周期 = 100 × 10.88ms = **1.088 s**（标称上限 1.092s）；PD136HA = 256 × 21.76ms = **5.571 s**（标称上限 5.593s）。 + +--- + +## 7. 跨型号意义：BASE 越大量化误差越小 + +站点量化误差上限 = `Xn₀/BASE`（= `1/LPCNT`）： + +| 型号 | BASE | 100kHz 站点 Xn₀ | LPCNT | 窗量化误差上限 | +|---|---|---|---|---| +| M1H / PD132L / PD132T / PD136HA | 32 768 | 480（PD132T/136HA） | 68 | **≤1.46%**（带低端 ≤6.25%） | +| DLD154V4B | 131 072 | 1200 | 109 | ≤0.92% | +| DLD154Pro | 524 288 | 600 | 873 | ≤0.11% | + +⇒ **大基数的第二个好处**（除既有"绝对分辨率高 4×"之外）：**同比降低窗量化误差** —— 因为 `LPCNT` 更大，"`floor` 截断"的相对损失更小。V4B 的 1.09ms 窗实际为 ≈1.09ms（−0.9% 上限），154Pro 的 8.74ms 窗几乎无量化损失。 + +--- + +## 8. 验证与复算方法 + +1. **纯计算**（现场 5 分钟）：量出线圈频率 `f_coil` ⇒ `Xn₀ = C/f_coil`（`C = 4.8×10⁷`，PD132T/PD136HA 通用）⇒ `LPCNT = ⌊32768/Xn₀⌋` ⇒ 窗长 = `LPCNT·Xn₀` tick ⇒ 窗时长 = 窗长/`f_cap`。可算到 0.1% 以内。 +2. **固件侧**：把 `loop1_LPCNT` / `loop1_Value` 引到可用观测（PD132T 无 UART ⇒ 需临时改 LED 或 ISP 读 RAM；PD136HA 有 SWD ⇒ 直接在线看变量最省事）。 +3. **回归验证**：若实测"基线更新时间"与 `窗长×100(256)` 不符，说明 `LPCNT` 被二次重算过 —— 检查是否存在第二处 `LPCNT = 0`（PD132T `INIT_VD()`、PD136HA main.c:411；其 430 行为注释状态）。 +4. **台架**：信号发生器替代 CD4060 输出已知 f_in ⇒ 交替改频率 0.1%/0.5%/2%，观察继电器翻转窗口数与理论 `dlt` 是否一致（验证 §2 的"口径精确"结论）。 + +--- + +## 相关文档 + +- 双型号对比：`docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md`（§3 测量与归一化） +- 跨型号总表：`docs/cross-model-comparison.md`（测量节拍/基线周期行） +- 滤波系数专题：`docs/filter-coefficient-79-vs-64.md`（τ 口径） +- 交付对齐：`docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md`、`docs/pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md` + diff --git a/docs/pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md b/docs/pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md index e72c591..ee8e539 100644 --- a/docs/pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md +++ b/docs/pd132t-to-v4b-delivery-alignment.md @@ -68,14 +68,14 @@ const uint16_t SensTable_1[4] = { 60, 32, 21, 14}; // 离开：分档与 PD1 ### 1.4 等效灵敏度修正（V4B 检测链路；**2026-09-11 勘误后：与 PD132T 同量级**） - IIR τ = 32ms vs 29.6ms（**基本相当**；旧稿「快 4.4×」系 PD132T 节拍误算为 43.7ms，见文末勘误） -- 测量节拍 10ms vs 10.92ms（**基本相当**；同上勘误） +- 测量节拍 10ms vs **10.88ms**（100kHz 站点；标称上限 10.92ms）（**基本相当**；同上勘误） - 进入确认 3 次 vs 单次 → 瞬时抖动不误触（等效更稳） - 斜率限幅 5% → EMI/闪电尖峰单次截断 - 离开确认 3 次 vs 单次 → 释放响应 30ms vs ≤10.9ms（**PD132T 单次更快；V4B 以 3 次确认换稳定** —— 方向与旧稿相反） 净效果：**进入/离开阈值双向对齐后，V4B 因确认机制反而比 PD132T 稳**（代价：进入/释放各慢 ~20~30ms）。 -> ⚠ **2026-09-11 勘误**：PD132T 捕获时钟 = **3MHz**（旧稿 0.75MHz 无寄存器依据）⇒ 测量节拍 **10.92ms**（旧 43.7ms）、精确 τ(α79) **29.6ms**（旧口径 142ms）。本节 5 条对比中前两条的「快/密 4.4×」结论作废，改为「同量级」。**阈值/灵敏度口径不受影响**（与时钟无关）。推导见 `docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md` §2.3。 +> ⚠ **2026-09-11 勘误**：PD132T 捕获时钟 = **3MHz**（旧稿 0.75MHz 无寄存器依据）⇒ 测量节拍 **10.92ms**（旧 43.7ms）、精确 τ(α79) **29.6ms**（旧口径 142ms）。本节 5 条对比中前两条的「快/密 4.4×」结论作废，改为「同量级」。**阈值/灵敏度口径不受影响**（与时钟无关）。⚠ 另：**测量节拍是区间** —— `LPCNT=⌊32768/Xn₀⌋` 整数除法 + 学习后冻结 ⇒ 标称 10.92ms 为**上限**，实际按站点线圈频率 −0.4%~−6.2%（100kHz 站点 10.88ms），深占压再 +5%；**Δf/f 口径同样不受影响**。详见 `docs/measurement-window-quantization.md`。推导见 `docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md` §2.3。 ## 2. 触发/释放手感（存在输出 + 延时模式） diff --git a/docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md b/docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md index 9ab801c..04dffcb 100644 --- a/docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md +++ b/docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md @@ -15,7 +15,7 @@ | 2 | 硬件前端 | **完全同构**：线圈 → 9015 PNP×2 振荡 → CD4060 施密特整形 + **÷32（Q5）** → MCU | ✅ | | 3 | 线圈频段 | **两者覆盖同一频段 ≈23.4~118kHz** —— PD132T 走「3MHz **双沿**捕获（Xn = 半周期）」、PD136HA 走「1.5MHz **单沿**（Xn = 整周期）」，两项差异**恰好互相抵消**：判据常数 `C = 32·f_cap/边沿系数` **同为 4.8×10⁷** ⇒ 这就是两者 Xn 窗口常量几乎逐字相同（406~2050 vs 400~2030）的真正原因 | ⭐ 关键 | | 4 | 归一化基数 | **同为 32768**（换 MCU 未重定标）⇒ 相对阈值 `表值/65536` 可**直接跨型号对比** | ✅ | -| 5 | 测量节拍 | **10.92ms → 21.85ms（慢 2×）** ⇒ 每窗有效平均 1092 → **2185** 个线圈周期（积分深度 ×2） | ⚖️ 权衡 | +| 5 | 测量节拍 | **10.88ms → 21.76ms**（100kHz 站点实测口径；标称上限 10.923/21.845ms）⇒ 每窗有效平均 1088 → **2176** 个线圈周期（积分深度 ×2）｜⚠ 节拍**是区间**：按站点线圈频率浮动 0 ~ −6.2%，深占压再 +5%（见 `measurement-window-quantization.md`） | ⚖️ 权衡 | | 6 | 滤波 / 基线 | IIR τ：**29.6~38ms → 76~87ms**（慢 2~2.9×）；基线窗 **100 → 256**（1.09s → 5.59s） | ⚠ PD136HA 更稳更慢 | | 7 | 判据强度 | 两者**均为单次越线判定**（无进入/离开确认计数）—— 响应快、抗单点扰动弱 | ⚖️ 相同 | | 8 | 灵敏度表 | **重标定**：进入 {300,60,32,21} → {162,81,54,28}。**档位一一照搬会产生 −46%~+69% 偏差** ⇒ 跨代必须按 Δf/f 重新对齐 | ❌ 不可照搬档位 | @@ -115,7 +115,7 @@ PD136HA：线圈 → 9015 PNP×2 振荡 → CD4060 施密特整形 + | 捕获时钟源 | PCA 时钟 = **T0 溢出**（`CMOD=0x04`）→ T0 8bit 自动重装 252（每 4 个 SYSCLK 溢出） | ADTIM4 计数时钟 = **PCLK0/8** | | 捕获时钟 | **3 MHz**（= 12MHz ÷ 4，官方手册直证） | **1.5 MHz**（= 12MHz ÷ 8，源码 + Keil 时钟设置） | | 中断 | `CAP1_isr() interrupt 6` | `Tim4_IRQHandler` | -| 学习 | `loop1_LPCNT = 32768 / Xn`（`CapCnt > 100` 后） | 同（`CapCnt > 100` 后） | +| 学习 | `loop1_LPCNT = 32768 / Xn`（`CapCnt > 100` 后，**算一次即冻结**） | 同（同条件冻结） | | 测量 | 累积 `LPCNT` 个 Xn ⇒ `CAPVD` | 同（`CapSum` ⇒ `CAPVD`） | | 频率范围过滤 | ✅ 保留：`406 < Xn < 2050` | ❌ **已注释禁用**（V3.14 去掉环路指示 LED 时一并屏蔽）⇒ 当前无频率过滤 | @@ -126,8 +126,8 @@ PD136HA：线圈 → 9015 PNP×2 振荡 → CD4060 施密特整形 + | 量 | 公式 | PD132T | PD136HA | 比值 | |---|---|---|---|---| | 捕获时钟 | — | **3 MHz** | **1.5 MHz** | PD132T 快 2× | -| **测量节拍**（CAPVD 更新） | `32768 / f_cap` | **10.92 ms** | **21.85 ms** | PD136HA 慢 2× | -| 每窗有效平均的线圈周期数 | `节拍 × f_coil`（@100kHz 标称） | ≈ **1092** | ≈ **2185** | PD136HA 深 2× | +| **测量节拍**（CAPVD 更新） | `⌊32768/Xn₀⌋·Xn₁ / f_cap` | **10.88 ms**（100kHz 站点） | **21.76 ms** | PD136HA 慢 2× | +| 每窗有效平均的线圈周期数 | `窗长(tick) / 32 × 边沿系数`（@100kHz 站点） | ≈ **1088** | ≈ **2176** | PD136HA 深 2× | | 状态机节拍 | — | 50ms（T1 5ms × 10） | 50ms（TIM1 × 10） | 相同 | | 上电稳定 | — | 750ms 延时 + 学习 | 1s 延时 + LED 自检闪 6 次 + 学习 | 接近 | diff --git a/docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md b/docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md index ebf1f88..f478cf6 100644 --- a/docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md +++ b/docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md @@ -34,8 +34,8 @@ | MCU | **HC32F003C4**（M0+，用户确认；⚠ Keil 工程档位仍为 F005C6PA，重编译前须改） | AT32F421F8P7（M4，120MHz） | — | | 运行形态 | 裸机主循环 | FreeRTOS 多任务 | — | | **归一化基数 BASE** | **32768**（2^15） | **131072**（2^17） | **差 4 倍** | -| 测量窗 | **21.85ms**（12MHz 晶振**已确认**，2026-09-11） | **1.09ms**（131072 / 120MHz） | 快 ~20× | -| CAPVD 消费节拍 | 21.8ms | **10ms** | 快 2.2× | +| 测量窗 | **21.85ms**（12MHz 晶振**已确认**；标称上限） | **1.09ms**（131072 / 120MHz；标称上限，实际 ≤−0.9%） | 快 ~20× | +| CAPVD 消费节拍 | 21.76ms（100kHz 站点；标称 21.85） | **10ms** | 快 2.2× | | 阈值公式 | `dlt = Origin × SensTable[SensLevel] >> 16` | `dlt = Origin × SensTable[SENS] >> 16` | **逐字同构** | | **前端信号链** | 线圈 → 9015×2 振荡 → **CD4060 整形+分频** → P23 | 线圈 → 9015×2 振荡 → **直连** → PA7 | ⚠ 口径不变、抖动特性不同 → **§2** | @@ -108,12 +108,14 @@ CAPVD = LPCNT × Xn_分频后 = 32768 ← 与 N 无关 **捕获时钟（三型号，含本轮勘误）**： -| 型号 | 捕获时钟 | 寄存器依据 | 测量窗（32768 tick） | +| 型号 | 捕获时钟 | 寄存器依据 | 测量窗（**标称上限** = 32768 tick） | |---|---|---|---| -| PD132T（**MA801**） | **3MHz** = 12MHz/4 ✅**全链官方手册直证** | ① `AUXR=0xC0` ⇒ T0X12=T1X12=1 ⇒ 定时器按 **1 个时钟周期**计数（手册 §14：「AUXR.T0X12 和 AUXR.T1X12 用来设置定时器 0/1 的定时器率为 1 个时钟周期」；`0`=SYSCLK/12、`1`=SYSCLK）；② `TMOD=0x12` + `TH0=TL0=252` ⇒ T0 8bit 自动重载，每 **4** 个 SYSCLK 溢出（= 作者注释「时钟/4」）；③ `CMOD=0x04` ⇒ `CPS1:CPS0=10` ⇒ **PCA 时钟 = 定时器 0 溢出**（手册编码表；作者原注「时钟源为定时器0溢出」同此）；④ T1 `TH1/TL1=0x15A0`→60000 计数 = **5ms**（ISR 注释「定时5ms」/「5*10=50ms」）⇒ SYSCLK = **12MHz 晶振** ✓ ⇒ PCA 捕获时钟 = 12M/4 | **10.92 ms** | +| PD132T（**MA801**） | **3MHz** = 12MHz/4 ✅**全链官方手册直证** | ① `AUXR=0xC0` ⇒ T0X12=T1X12=1 ⇒ 定时器按 **1 个时钟周期**计数（手册 §14：「AUXR.T0X12 和 AUXR.T1X12 用来设置定时器 0/1 的定时器率为 1 个时钟周期」；`0`=SYSCLK/12、`1`=SYSCLK）；② `TMOD=0x12` + `TH0=TL0=252` ⇒ T0 8bit 自动重载，每 **4** 个 SYSCLK 溢出（= 作者注释「时钟/4」）；③ `CMOD=0x04` ⇒ `CPS1:CPS0=10` ⇒ **PCA 时钟 = 定时器 0 溢出**（手册编码表；作者原注「时钟源为定时器0溢出」同此）；④ T1 `TH1/TL1=0x15A0`→60000 计数 = **5ms**（ISR 注释「定时5ms」/「5*10=50ms」）⇒ SYSCLK = **12MHz 晶振** ✓ ⇒ PCA 捕获时钟 = 12M/4 | **10.92 ms**（标称上限） | | PD132L | **1.2MHz** = 12MHz/10 | `TIM1_PSCRL=0x09`（10 分频）+ 外部 12MHz 晶振（`CLK_ECKR`/`CLK_SWR=0xB4`，`CLK_CKDIVR&=0xF8` 无分频） | 27.3 ms | -| PD136HA | **1.5MHz** = XTH(12MHz)/8 ✅**已确认** | `enCntClkDiv = AdtClkPClk0Div8`（PCLK0/8）+ `CLK_INIT()`：`XTH_CR \|= 0x07`（作者注释「**8-16MHZ**，最强驱动」）→ 直取 XTH、**无 PLL / 无 HCLK_PRS·PCLK_PRS 分频** ⇒ PCLK0 = XTH = **12MHz**（**用户确认 2026-09-11：外部晶振也是 12M**）；`Delay_ms` 1330 次/ms 亦印证 ~12MHz | **21.85 ms** | +| PD136HA | **1.5MHz** = XTH(12MHz)/8 ✅**已确认** | `enCntClkDiv = AdtClkPClk0Div8`（PCLK0/8）+ `CLK_INIT()`：`XTH_CR \|= 0x07`（作者注释「**8-16MHZ**，最强驱动」）→ 直取 XTH、**无 PLL / 无 HCLK_PRS·PCLK_PRS 分频** ⇒ PCLK0 = XTH = **12MHz**（**用户确认 2026-09-11：外部晶振也是 12M**）；`Delay_ms` 1330 次/ms 亦印证 ~12MHz | **21.85 ms**（标称上限） | +> ⚠ **测量窗是区间，不是定值（2026-09-11 补，用户提出）**：`LPCNT = ⌊32768/Xn₀⌋` 是**整数除法且学习后冻结**，窗长 = `⌊32768/Xn₀⌋·Xn₁` 个 tick ⇒ 上表「测量窗」列全部为**标称上限**。实际 = 标称 × `(32768−r₀)/32768` × `f₀/f_now`（`r₀ = 32768 mod Xn₀`）：100kHz 站点 **−0.39%**（PD132T 10.88ms / PD136HA 21.76ms）、60kHz 站点 −2.34%、带内最差 **−6.16%**（Xn₀=2050）；深占压（频偏 −5%）再 +5.3%。**Δf/f 口径不受影响**（余数在分子分母约掉，`Value/Origin = Xn₁/Xn₀` 精确）。⚠ 另：`loop1_LPCNT` 为 **`INT8U`** ⇒ 需 `Xn>129`，而 PD136HA 的频率窗口已注释 ⇒ **8 位保护消失**（异常线圈可能报"堵车"而非"故障"）。详见 `docs/measurement-window-quantization.md`。 +> > ⚠ **本轮勘误**：专项文档 `hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md` 旧记 PD132T 捕获时钟 **0.75MHz / 测量窗 43.7ms ⇒ 修正为 3MHz / 10.92ms**。 > 0.75MHz 系早期误按「T0 走 SYSCLK/4」（旧表写 `12M/4/4`）推算；实配 `AUXR=0xC0`（T0x12=1 → T0 走 SYSCLK/1）⇒ PCA 时钟 = SYSCLK/4 = 3MHz，作者注释 `//溢出供PCA时钟，时钟/4` 亦指此，并被 T1 的 5ms 定时反证（60000 计数 ÷ 5ms = 12MHz = SYSCLK）。 > **该勘误不影响任何相对阈值结论**（§1/§3/§4 全部基于 `表值/65536`，与时钟无关）。 diff --git a/tools/window_calc.py b/tools/window_calc.py new file mode 100644 index 0000000..f16ff5a --- /dev/null +++ b/tools/window_calc.py @@ -0,0 +1,131 @@ +#!/usr/bin/env python3 +# -*- coding: utf-8 -*- +"""测量窗量化计算器（周期累积法） + +背景：检测器不是"累加固定 tick 数"，而是"累加固定个数的周期"： + LPCNT = floor(BASE / Xn0) # 整数除法，学习时算一次后【冻结】 + 窗长 = LPCNT * Xn1 # 单位：捕获时钟 tick ← 不是恒定 BASE！ + 窗时长 = 窗长 / f_cap +其中 Xn0 = 学习时的周期计数、Xn1 = 当前周期计数（Xn 与线圈频率成反比）。 + +结论（详见 docs/measurement-window-quantization.md）： + * 表中 BASE/f_cap（如 10.92ms / 21.85ms）是【标称上限】，实际窗 = BASE - (BASE mod Xn0) tick + * 站点偏差 = r0/BASE（r0 = BASE mod Xn0），带内 0 ~ -6.2% + * 深占压（线圈频偏 -d%）时窗时长再放大 1/(1-d) + * 【比值口径不受影响】：Value/Origin = Xn1/Xn0 精确（余数完全约掉） + +用法： + python3 window_calc.py # 打印内置型号对照表 + python3 window_calc.py --model PD132T --f-coil 100k + python3 window_calc.py --f-cap 3M --base 32768 --edge 2 --divider 32 --f-coil 60k +参数：--f-coil 线圈频率(Hz 或 100k/60k)、--f-cap 捕获时钟、--base 归一化基数、 + --edge 捕获沿系数(双沿=2 / 单沿=1)、--divider 前端分频比(CD4060 ÷32 或直连=1) +""" +import argparse +import sys + +# 内置型号参数: (BASE, f_cap, edge_factor, front_divider, note) +MODELS = { + "M1H": (32768, 4.0e6, 2, 32, "STC12C5202, PCA 双沿, ÷32(推断), 4MHz"), + "PD132L": (32768, 1.2e6, 1, 32, "STM8S003, TIM1_CC3 下降沿, ÷32, 1.2MHz"), + "PD132T": (32768, 3.0e6, 2, 32, "MA801, PCA 双沿, ÷32(Q5), 3MHz"), + "PD136HA": (32768, 1.5e6, 1, 32, "HC32F003C4, ADTIM4 单沿, ÷32, 1.5MHz"), + "DLD154V4B": (131072, 120e6, 1, 1, "AT32F421, TIM3 直连振荡(1 Xn = 1 原始周期), 120MHz"), + "DLD154Pro": (524288, 60e6, 1, 1, "CH591R, TMR0 下降沿直连, 60MHz 实测"), +} + + +def parse_freq(text): + """'100k' / '3M' / '1.5e6' / '480' -> float Hz""" + t = str(text).strip() + mult = 1.0 + if t[-1] in "kK": + mult, t = 1e3, t[:-1] + elif t[-1] in "mM": + mult, t = 1e6, t[:-1] + return float(t) * mult + + +def window(base, f_cap, edge, divider, f_coil, f_now=None): + """返回 dict：Xn、LPCNT、窗长(tick)、窗时长(s)、偏差、口径验证""" + f_now = f_coil if f_now is None else f_now + C = divider * f_cap / float(edge) # 判据常数: Xn = C / f_coil + xn0 = C / f_coil + lpcnt = int(base // xn0) + if lpcnt == 0: # 固件兜底: Xn > BASE 时 LPCNT=1 + lpcnt = 1 + xn_float0 = xn0 + xn0 = round(xn0) # 固件里 Xn 是整数计数 + xn1 = round(C / f_now) + window_ticks = lpcnt * xn0 # 学习时/稳态 + window_ticks_now = lpcnt * xn1 # 当前频率下 + r0 = base % xn0 if xn0 <= base else base + return { + "C": C, "Xn0": xn0, "LPCNT": lpcnt, "r0": r0, + "window_ticks": window_ticks, + "nominal_ticks": base, + "window_s": window_ticks / f_cap, + "nominal_s": base / f_cap, + "dev_pct": (window_ticks / base - 1.0) * 100.0, + "window_s_now": window_ticks_now / f_cap, + "dev_now_pct": (window_ticks_now / base - 1.0) * 100.0, # vs 标称上限 + "dev_now_vs_learned_pct": (window_ticks_now / float(window_ticks) - 1.0) * 100.0, # vs 学习时窗 + "ratio_exact": xn1 / float(xn0), # Value/Origin 应为该值 + "ratio_formula": f_now and (f_coil / f_now), + } + + +def main(): + ap = argparse.ArgumentParser(description="周期累积法测量窗量化计算器") + ap.add_argument("--model", choices=sorted(MODELS), help="内置型号") + ap.add_argument("--base", type=int, default=32768) + ap.add_argument("--f-cap", default="3M") + ap.add_argument("--edge", type=int, choices=(1, 2), default=2, help="捕获沿系数: 双沿=2 单沿=1") + ap.add_argument("--divider", type=int, default=32, help="前端分频比 (CD4060 ÷32=32, 直连=1)") + ap.add_argument("--f-coil", default="100k", help="线圈频率 (100k / 3M / 480)") + ap.add_argument("--f-now", default=None, help="当前频率(默认=f-coil)，用于看频率跟踪分量") + a = ap.parse_args() + + if a.model: + base, fcap, edge, div, note = MODELS[a.model] + print("型号 %s: %s" % (a.model, note)) + else: + base, fcap, edge, div = a.base, parse_freq(a.f_cap), a.edge, a.divider + + f_coil = parse_freq(a.f_coil) + f_now = parse_freq(a.f_now) if a.f_now else None + w = window(base, fcap, edge, div, f_coil, f_now) + + print("参数: BASE=%d f_cap=%.6g Hz 边沿系数=%d 分频=%d 线圈=%.6g Hz" + % (base, fcap, edge, div, f_coil)) + print("判据常数 C = 分频·f_cap/边沿 = %.4g (Xn = C/f_coil)" % w["C"]) + print("Xn0 = %.2f -> 取整 %d ; LPCNT = floor(%d/%d) = %d ; r0 = BASE mod Xn0 = %d" + % (w["C"] / f_coil, w["Xn0"], base, w["Xn0"], w["LPCNT"], w["r0"])) + print("窗长 = LPCNT·Xn0 = %d tick (标称上限 %d tick)" % (w["window_ticks"], w["nominal_ticks"])) + print("窗时长 = %.4f ms (标称上限 %.4f ms) 偏差 %+.2f%%" + % (w["window_s"] * 1e3, w["nominal_s"] * 1e3, w["dev_pct"])) + if f_now and abs(f_now - f_coil) > 1e-9: + print("频率跟踪: f_now=%.6g Hz -> 窗 %.4f ms（vs 标称 %+.2f%% / vs 学习时窗 %+.2f%%）" + % (f_now, w["window_s_now"] * 1e3, w["dev_now_pct"], w["dev_now_vs_learned_pct"])) + print(" 比值口径验证: Value/Origin = %.6f ← 应等于 f0/f_now = %.6f" + % (w["ratio_exact"], f_coil / f_now)) + print("口径提示: Δf/f = 表值/65536 不受窗长/ BASE 影响（余数约掉）；" + "量化误差上限 = Xn0/BASE = %.2f%%" % (w["Xn0"] / base * 100.0)) + + # 无参时打印族内对照表 + if not any([a.model, a.f_now]) and a.f_coil == "100k": + print("\n附：内置型号对照（同为 100kHz 线圈，前端均按各自 divider）") + print("%-11s %8s %6s %5s %8s %11s %8s" % ("型号", "f_cap", "Xn0", "LPCNT", "窗tick", "窗时长", "偏差")) + for name, (b, fc, e, dv, _n) in MODELS.items(): + C = dv * fc / float(e) + if not (1 <= C / 1e5 <= b): # 该频率不在其频段内则跳过 + continue + ww = window(b, fc, e, dv, 1e5) + print("%-11s %7.3gM %6d %5d %8d %9.4fms %+7.2f%%" + % (name, fc / 1e6, ww["Xn0"], ww["LPCNT"], ww["window_ticks"], + ww["window_s"] * 1e3, ww["dev_pct"])) + return 0 + + +if __name__ == "__main__": + sys.exit(main())