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vd-analysis/docs/hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md
wangfq f876c36d05 docs: 新增 PD132T ↔ PD136HA 同血统两代对比分析(8051 → Cortex-M0+)
- 新文件 docs/pd132t-vs-pd136ha-comparison.md(12 节 + 2 附录,~29KB / 376 行)
-  关键发现:两型号覆盖同一线圈频段 ≈23.4~118kHz
  · PD132T = 3MHz 双沿捕获(Xn = 半周期);PD136HA = 1.5MHz 单沿(Xn = 整周期)
  · 判据常数 C = 32·f_cap/边沿系数,两者同为 4.8×10^7 ⇒ 窗口常量几乎逐字相同(406~2050 vs 400~2030)
- 灵敏度重标定量化:档位一一映射偏差 −46%~+69% ⇒ 跨代不可按档位号照搬;
  给出双向换算表(PD132T 档1 → PD136HA 档2:进入 −10% / 离开 0%,为最佳匹配)
- 时间维对比:节拍 10.92→21.85ms、IIR τ 29.6~38→76~87ms、基线 100→256(1.09→5.59s)
  ⇒ 设计取向由「响应优先」转为「抗扰优先」(代价:进出响应与最小可检占压约慢 2×)
- 异常策略对比:PD132T「降级维持」(断继电器+闪灯,不复位)vs PD136HA「主动自愈」(整机复位 + LC_HOLD 240s 重学基线)
- 修正旧口径:front-end §8 与对齐报告 §2.3 的「两型号线圈频段差 2×」改为「同一频段」
  (早前把 PD132T 的半周期口径与 PD136HA 的整周期口径直接相比所致)
- README 索引 + 两份 models/analysis.md 交叉链接;表格校验 0 异常(14 文件)
2026-09-11 08:54:18 +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
> **2026-09-11 图纸实测勘误(三处,已就地修正)**:① PD132T 分频比 = **÷32CD4060 Q5,逐脚像素扫描实测)**,旧稿「Q7 或 Q8 反推」作废;② PD132T 捕获时钟 = **3MHz**(旧稿 0.75MHz 系误按「T0 走 SYSCLK/12」推算,实配 `AUXR=0xC0` → PCA 时钟 = SYSCLK/4);③ 相应测量窗 = **10.92ms**(旧稿 43.7ms)。完整推导见 `pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md` §2.3。
> 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 |
| PD132T**MCU 手册** | `models/PD132T/MA801_MA802_Datasheet_A10.pdf` | A10 (2013-04) | Megawin MA801/MA802 官方手册(**用户 2026-09-11 提供**)——`AUXR`/`CMOD` 位定义直证源 |
| 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 ──→ MA801 (Megawin 8051, CEX1/P3.5)
(6.8K/10K/100K 偏置, 33nF/50V 谐振, 104) (U1=CD4060; 实测仅 Q5 引出 = ÷32) 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**图纸实测 = ÷32Q5)**:800dpi 逐行游程扫描确认 CD4060 的 10 个 Q 输出中**只有 Q5pin 5)引出**(476px 走线;其余已标注引脚均 99px 空脚桩)→ 网络 **LP** → 页1 MCU **U2 pin9 = CEX1/T1/P3.5**PCA 捕获脚),与固件 `CMOD=0x04; //时钟源为定时器0溢出`(作者原注)+ **MA801 官方手册 CPS 编码表(`CPS1:CPS0=10 ⇒ 定时器0溢出`** 互证,且 `REG_MA801.H``sbit CEX1 = P3^5` 亦与图纸 pin9 吻合 ✓。捕获时钟 = SYSCLK/4 = **3MHz**`TH0=TL0=252` 4 分频溢出 + `AUXR=0xC0` ⇒ 手册 §14「定时器率为 1 个时钟周期」;T1 `0x15A0`→60000 计数 = 5ms ⇒ SYSCLK = 12MHz 晶振 ✓)。⚠ **Xn 是半周期**`CCAPM1=0x31` 双沿捕获 ⇒ 相邻捕获之差 = 半周期)⇒ Xn 窗 406~2050 对应**线圈 ≈23.4~118kHz**(标称 ≈105kHz,高频档 ✓ 落在代码注释 48~110kHz 内;若按整周读法则为 46.8~236.6kHz,待现场一次量定)。
## 3. 元件级对比
| 项目 | PD132T | DLD154V4B |
|------|--------|-----------|
| 主控 | **MA801 (Megawin 8051, 20pin;板上标记 MA801AS)** | AT32F421F8P7 (M4, 20pin) |
| 振荡器件 | 9015 PNP ×2 | **9015 PNP ×2(与 PD132T 相同,用户 2026-09-01 确认)** |
| 谐振电容 | **四级可调频率**33nF/50V + 104 等多档组合) | **两级可调频率**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 | **10.92ms**3MHz;旧稿 43.7ms 已勘误) | **1.09ms**LPCNT 自适应;V4.27 修正 120MHz tick 口径,旧稿误作 2.18ms |
| 保护 | P6KE12CA / SMBJ28CA TVS | D7 等 |
> **2026-09-01 用户勘误(两次)**:线圈振荡部分除谐振电容档位外**完全一致**——三极管同为 9015(×2),偏置拓扑同构。即:原始振荡信号质量两机无差异,全部测量差异来自**信号链后级**(CD4060 整形/分频 vs 直连)与**谐振电容档位数**(PD132T **四级可调频率** / V4B **两级可调频率** → 可匹配的线圈电感范围不同,PD132T 覆盖更宽的频率档位,V4B 精简为两级)。
## 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 = **32 个原始周期平均**(÷32 | 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 10.92ms 平均) | 单级(窗口 1.09ms 平均)+ IIR 后级 |
| 等效平均样本 | ≈1090 个原始周期/窗(@100kHz),再乘后级 IIR 窗数 | 窗口级 ~109 周期(@100kHz);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)~~ **已确认 = 9015 PNP ×2(与 PD132T 相同,2026-09-01 用户提供)**~~PD132T 分频输出脚确认(Q7 或 Q8,结合 Xn 窗口反推)~~ **已确认 = Q5(÷32**2026-09-11 图纸逐脚像素扫描实测 → `LP` → MCU `U2 pin9 = CEX1/T1/P3.5`,见文首勘误)。
## 7. 附:信号质量定性推论(待现场波形验证)
- 振荡级两机同为 9015×2 + 同构偏置 → **原始振荡波形质量相当**,不存在"V4B 振荡器先天差"的问题
- PD132T 输入 = CD4060 整形后的干净低频方波 → 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 = **未经整形的原始振荡波形**直进 PA7 → 过零时刻随幅值/谐波漂移(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
## 8. 附:PD136HA 侧(2026-09-11 补 —— 用户口径「PD136 跟 PD132 一样,有用到 CD4060 接线圈」)
PD136HA**HC32F003C4**V3.14)与 PD132T**MA801**V3.01**同分频比(÷32),且覆盖同一线圈频段 ≈23.4~118kHz**PD132T 走 3MHz 双沿/半周期、PD136HA 走 1.5MHz 单沿/整周期,两项差异**恰好抵消** ⇒ 判据常数 `C=32·f_cap/边沿系数` 同为 **4.8×10⁷**;详见 `pd132t-vs-pd136ha-comparison.md` §2.3):
| 项 | PD132T | **PD136HA** | DLD154V4B |
|---|---|---|---|
| 振荡级 | 9015 PNP ×2 | 同构(**用户口径:CD4060 接线与 PD132 相同**2026-09-11 | 9015 PNP ×2(已确认) |
| 整形 / 分频 | CD4060**÷32, Q5** | **CD4060(÷32,同电路)** | **无(PA7 直连)** |
| 捕获时钟 | **3MHz**SYSCLK/4 | **1.5MHz**XTH 12MHz/8,✅**已确认** | 120MHz |
| 窗口 tick | 32768 | 32768 | — |
| 测量窗 | **10.92ms** | **21.85ms** | 1.09ms |
| Xn 有效窗 | 406 ~ 2050 | **400 ~ 2030(几乎逐字相同)** | — |
| 线圈频率窗(÷32 | 46.8 ~ 236.6 kHz(标称 ≈105kHz,高频档) | 23.6 ~ 120 kHz(标称 ≈53kHz,低频档) | — |
| 平均层级 / 滤波 | 两级平均(分频 + 长窗 10.92ms | 单滤波 α=64/256(τ87.2ms);代码内 `ALFA_CAP1=79` **未启用** | 现役 `ALFA_CAP1=79`(τ32ms+ 慢滤波 21 |
**结论**PD136HA 是本文 §4/§7 结论的**另一个样本**——"前端差异属**信号链后级**,振荡级同构"同样成立。两型号**窗常量几乎逐字相同而时钟差 2×**,正是因为**分频比相同(÷32)且时钟随线圈频段同比例缩放**(PD136HA 为低频档、PD132T 为高频档)——Xn 窗对频段"绝对不变"是有意设计。⇒ 对 PD136HA→V4B 的替换,**§2.5 的"直连对幅值漂移敏感 ⇒ 雨天/金属路面释放抖动"风险同样成立**。
> 详细对照与替换评估见 `docs/pd136ha-to-dld154v4b-delivery-alignment.md` §2(含分频比不变性论证)。