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vd-analysis/docs/hardware-loop-frontend-pd132t-vs-v4b.md
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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 = ÷32(CD4060 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.mdmodels/DLD154V4B/analysis.mddocs/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
PD132TMCU 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/P3.5PCA 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.Hsbit CEX1 = P3^5 亦与图纸 pin9 吻合 ✓。捕获时钟 = SYSCLK/4 = 3MHzTH0=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 4062050 对应**线圈 ≈23.4118kHz**(标称 ≈105kHz,高频档 ✓ 落在代码注释 48110kHz 内;若按整周读法则为 46.8236.6kHz,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 10.92ms3MHz;旧稿 43.7ms 已勘误) 1.09msLPCNT 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) 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(÷322026-09-11 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」)

PD136HAHC32F003C4V3.14)与 PD132TMA801V3.01同分频比(÷32),且覆盖同一线圈频段 ≈23.4~118kHzPD132T 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):

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 3MHzSYSCLK/4 1.5MHzXTH 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)。