對(duì)攝影朋友來說，相機(jī)分幾種可能沒那麼重要，但是手上的寶貝器材是怎麼運(yùn)作、如何進(jìn)行測(cè)距對(duì)焦，可能得多花點(diǎn)心思與功夫在上頭了！一般來說，DSLR在進(jìn)行對(duì)焦拍攝時(shí)，工作方式是透過調(diào)整鏡頭內(nèi)透鏡的相互位置以及感光元件的距離，使物體可以在感光元件上清晰成像，對(duì)焦也就是畫面由模糊到清晰的過程。但是你以為就只有這一種，那可就大錯(cuò)特錯(cuò)了！
焦距與焦點(diǎn)
數(shù)位相機(jī)鏡頭拍攝照片的工作原理是：將透過鏡頭的光線在主軸上匯聚於一點(diǎn)進(jìn)行成像。這個(gè)點(diǎn)稱為焦點(diǎn)，焦點(diǎn)的位置也就是相機(jī)中感光元件所在的位置。焦點(diǎn)到鏡頭中心的距離稱為焦距，焦距是光學(xué)鏡頭的重要參數(shù)。變焦鏡頭的焦距是可變的，最短的焦距和最長(zhǎng)的焦距之比，稱為變焦鏡頭的變焦倍數(shù)。
焦點(diǎn)、焦距原理圖
對(duì)焦點(diǎn)及對(duì)焦操作
對(duì)焦，可以理解為尋找焦點(diǎn)，鏡頭透過移動(dòng)鏡組中的一片或多片鏡片以調(diào)整焦點(diǎn)位置，使感光元件上可以清晰成像。數(shù)位相機(jī)的默認(rèn)對(duì)焦點(diǎn)通常都是畫面的中心點(diǎn)，玩家們?cè)谂臄z照片時(shí)，要先將拍攝對(duì)象置於畫面中心，然后半按快門鍵，此時(shí)不可魯莽地將快門全按下去，否則很可能出現(xiàn)對(duì)焦完成前就成像拍攝的情況，將導(dǎo)致畫面模糊。
正確的方法是先半按快門，此時(shí)數(shù)位相機(jī)液晶螢?zāi)换蛴^景窗內(nèi)會(huì)發(fā)生細(xì)微的變化，也就表示相機(jī)正在進(jìn)行對(duì)焦操作；待對(duì)焦完成后，再按下快門，即可確保影像對(duì)焦清晰。
兩種數(shù)位相機(jī)對(duì)焦屏上對(duì)焦點(diǎn)的表示方式
三種自動(dòng)對(duì)焦機(jī)制
數(shù)位相機(jī)的自動(dòng)對(duì)焦有幾種不同的形式，分別是：主動(dòng)式紅外線對(duì)焦、CCD AF（對(duì)比檢測(cè)對(duì)焦法）和相位差測(cè)量法。以下進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
Nikon相機(jī)上的對(duì)焦功能鍵。
主動(dòng)式紅外線對(duì)焦
CCD AF（對(duì)比檢測(cè)對(duì)焦）
對(duì)比檢測(cè)對(duì)焦法是被大多數(shù)數(shù)位相機(jī)所採用的對(duì)焦方式，它的工作原理是增加對(duì)焦點(diǎn)區(qū)域的亮度對(duì)比，尋找亮度對(duì)比最高的區(qū)域，并且將焦點(diǎn)鎖定在該位置。
這種方法的優(yōu)點(diǎn)是被攝對(duì)象反差較大時(shí)，相機(jī)仍可以準(zhǔn)確地完成對(duì)焦工作。CCD AF是比較成熟的對(duì)焦方法，而且成本低，因此被廣泛運(yùn)用。但此法的缺點(diǎn)是：被攝對(duì)象反差較低時(shí)難以完成對(duì)焦。因此CCD AF（對(duì)比檢測(cè)對(duì)焦）在微光環(huán)境下的對(duì)焦性能受到了很大的限制。
相位差測(cè)量對(duì)焦
數(shù)位單眼相機(jī)多採用這種對(duì)焦方法，它的工作原理是AF檢測(cè)裝置測(cè)出實(shí)際焦點(diǎn)離正確位置的差距，然后進(jìn)行調(diào)整，具體的原理比較復(fù)雜。這種對(duì)焦方式最為準(zhǔn)確，被應(yīng)用在大多數(shù)數(shù)位單眼相機(jī)中，而且具有較高的可靠性。
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融界2024年3月4日消息，據(jù)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局公告，杭州海康威視數(shù)字技術(shù)股份有限公司申請(qǐng)一項(xiàng)名為“LED顯示屏的相位異常檢測(cè)方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品“，公開號(hào)CN117636768A，申請(qǐng)日期為2023年12月。
專利摘要顯示，本實(shí)施例提供LED顯示屏的相位異常檢測(cè)方法、設(shè)備及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。本實(shí)施例通過在LED顯示屏設(shè)置了硬件連接方式，具體地，該硬件連接方式可為：FPGA通過上述中間件連接上述N個(gè)驅(qū)動(dòng)IC中的首個(gè)驅(qū)動(dòng)IC，上述N個(gè)驅(qū)動(dòng)IC中的最后一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC通過上述中間件連接至FPGA。之后通過設(shè)置上述硬件連接方式改進(jìn)了原由最后一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC不進(jìn)行輸出的機(jī)制，本實(shí)施例通過最后一個(gè)驅(qū)動(dòng)IC返回處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)至FPGA，能夠?qū)崿F(xiàn)FPGA借助于通過該硬件連接方式發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，以及通過該硬件連接方式接收的數(shù)據(jù)信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的相位異常檢測(cè)。
本文源自金融界
近很多小伙伴在學(xué)習(xí)5G技術(shù)，作為一名有為青年，當(dāng)然要跟上潮流，不能落伍！
咳咳，但班長(zhǎng)要告訴大家，如果想對(duì)4/5G有深入的認(rèn)識(shí)，面兒上面的東西當(dāng)然要了解，應(yīng)對(duì)各種吃飯吹牛場(chǎng)景；里子的內(nèi)容更要費(fèi)心。所以，一些通信基礎(chǔ)還是要復(fù)習(xí)下的，不然會(huì)進(jìn)入一種混濁狀態(tài)的。
抑能知其然，未知其所以然者也。
——唐代李節(jié)《餞潭州疏言禪師詣太原求藏經(jīng)詩序》
班長(zhǎng)最近一直在吭哧的更新通信基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)的5G系列作預(yù)備文章！
爭(zhēng)取少用公式！
圖1 數(shù)字調(diào)制技術(shù)海報(bào)
還記得早期的ADSL撥號(hào)上網(wǎng)嗎？電腦通過電話線進(jìn)行上網(wǎng)。本來的這個(gè)電話線是用來傳輸話音信號(hào)的，是如何傳輸計(jì)算機(jī)的"0""1"數(shù)字比特流的呢？
圖2 ADSL組網(wǎng)
是這個(gè)Modem調(diào)制解調(diào)器的功勞。計(jì)算機(jī)可以通過調(diào)制解調(diào)器，再通過電話線進(jìn)行上網(wǎng)。調(diào)制解調(diào)器就是把數(shù)字比特轉(zhuǎn)化成不同的音調(diào)，這些用音調(diào)是可以在電話線上傳播的模擬信號(hào)。這些音調(diào)我們稱之為符號(hào)，每個(gè)音調(diào)可以表示多個(gè)比特。
如果1個(gè)符號(hào)表示兩個(gè)比特，那么需要有四個(gè)可供選擇的符號(hào)(對(duì)應(yīng)于可產(chǎn)生四個(gè)不同的音調(diào))，用來表示數(shù)字序列00、01、10和11。如果調(diào)制解調(diào)器播放每秒1000個(gè)音調(diào)組成的旋律，則符號(hào)速率為每秒1000個(gè)符號(hào)，這個(gè)速率我們叫做波特率。
圖3 波特率與比特率
每個(gè)音調(diào)(即符號(hào))由兩個(gè)數(shù)字比特組成，因此比特率是符號(hào)速率的兩倍，即每秒2000bits。
數(shù)字調(diào)制，就是用數(shù)字信號(hào)去調(diào)制模擬載波信號(hào)。數(shù)字調(diào)制可以認(rèn)為是將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，解調(diào)或檢測(cè)的過程就是將模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。這個(gè)轉(zhuǎn)換過程也叫做比特映射Bit Mapping。
數(shù)字調(diào)制的基本方法是調(diào)幅、調(diào)相和調(diào)頻，所有其他的調(diào)制方法都是這三種方式的組合。這三種調(diào)制方法在教材上稱為:
圖4展示了這三種調(diào)制方式，相比模擬調(diào)制，是不是看起來簡(jiǎn)單多了，也更親切？
圖4 ASK/PSK/FSK調(diào)制
圖4中傳輸?shù)谋忍匾粸?，要不為0，總共就兩種可能，所以我們可以用兩種不同的振幅、相位或者頻率來區(qū)別！
給定一個(gè)載波信號(hào)，然后如果數(shù)字信號(hào)是1，那么載波振幅不變，如果數(shù)字信號(hào)是0，那么載波振幅給我變成0，這樣就獲得了一個(gè)ASK信號(hào)。
圖5 ASK信號(hào)
給定載波信號(hào)1，載波信號(hào)2，兩個(gè)載波信號(hào)頻率不一樣，載波1變化慢一點(diǎn)，載波2變化快一點(diǎn)。圖上看載波1疏松，載波2緊密一些，載波1頻率低，載波2頻率高。
然后如果數(shù)字信號(hào)是1，那么使用載波1，如果數(shù)字信號(hào)是0，那么使用載波2，這樣就獲得了一個(gè)FSK信號(hào)。1和0對(duì)應(yīng)的波形頻率不同。
圖6 FSK信號(hào)
在看PSK之前，我們首先回顧下什么是相位。三角函數(shù)余弦sin(t+ψ)大家都知道，這個(gè)ψ角度就叫做初始相位，當(dāng)ψ=0之時(shí)，表明初始相位角度為0度。當(dāng)ψ=π/2時(shí)，此時(shí)sin(t+π/2)=cos(t)變成了余弦函數(shù)，所以我們會(huì)說sin和cos相位差個(gè)90度。
圖7 三角函數(shù)sin和cos
其實(shí)相位發(fā)生在周期性的運(yùn)動(dòng)之中，你看月亮的陰晴圓缺的變化，我們叫做月相，就是月亮的相位，在某一個(gè)時(shí)刻t，給月亮"照相"！
圖8 月亮的相位
這樣圓周運(yùn)動(dòng)，如果初始時(shí)刻t=0，相位角=ψ，那么ψ就是初始相位，一般初始時(shí)刻ψ=0，所以初始相位等于零。隨著圓周運(yùn)動(dòng)的不斷進(jìn)行，相位角也不斷在變化。
圖9 天空中的相位
我們?cè)诔踔袑W(xué)習(xí)三角函數(shù)時(shí)候，一開始也是從圓周運(yùn)動(dòng)得到的。看下圖10，是否勾起你初中時(shí)的回憶呢？如果這個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為w，那么任意時(shí)刻的相位等于wt+初始相位ψ。
圖10 正弦函數(shù)可以作是圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡展開
給定一個(gè)載波信號(hào)，然后如果數(shù)字信號(hào)是1，那么載波初始相位不變；如果數(shù)字信號(hào)是0，那么載波初始相位差180度，向前移動(dòng)180度，這樣就獲得了一個(gè)PSK信號(hào)。
圖11 PSK信號(hào)
這是BPSK(Binary Phase Shift Keying,二相相移鍵控信號(hào))，就是2個(gè)相位表示0和1。
之前我們說過單邊帶調(diào)制為了能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)邊帶，減少頻譜占用，在時(shí)域內(nèi)需要將實(shí)數(shù)信號(hào)變成解析信號(hào)。解析信號(hào)就是一個(gè)復(fù)數(shù)信號(hào)。參見附錄1。
這里面，m^(t)是初始信號(hào)m(t)信號(hào)的Hilbert變換，參見附錄2：
圖12 解析信號(hào)是如何折騰出來的？
從另外一個(gè)角度觀看，我們可以把m^(t)更換為另一路信號(hào)，這樣不就可以同時(shí)傳輸兩路信號(hào)了嗎？這就是IQ調(diào)制。
圖13 IQ調(diào)制與解調(diào)
看圖，上面一路傳播x(t)，下面一路傳播y(t)，同時(shí)傳播兩路信號(hào)。我們一般以cos作為參考相位。很明顯x(t)那一路與cos同相，所以叫做同相分量In-phase；y(t)那一路與cos差90度，所以叫做正交分量Quadrature。
圖14 IQ平面
一般IQ信號(hào)通常用復(fù)數(shù)來表示，寫成：x(t)+jy(t),也可以用I(t)，Q(t)來表示，對(duì)應(yīng)復(fù)平面一個(gè)點(diǎn)，圖14。所以IQ信號(hào)也叫做復(fù)信號(hào)。這個(gè)復(fù)數(shù)點(diǎn)在X實(shí)數(shù)軸上的投影叫做同相分量，在Y虛數(shù)軸上的投影叫做正交分量。
圖15 IQ調(diào)制的復(fù)數(shù)表現(xiàn)形式
IQ調(diào)制可以變成圖15所示的復(fù)數(shù)形態(tài)
但在IQ調(diào)制過程中出現(xiàn)的信號(hào)，I(t),Q(t),cosw0t,sinw0t以及最終的輸出信號(hào)s(t)，全部都是實(shí)數(shù)信號(hào)，只是在實(shí)現(xiàn)的過程中，我們把相關(guān)的信號(hào)表示為復(fù)數(shù)而已。
BPSK是用2個(gè)相位表示0和1；
那么我們可不可以一下表示多個(gè)比特呢？比如說表示2個(gè)比特00，01，10，11;
很明顯2個(gè)比特有4種可能，我們需要4個(gè)相位！這就是4PSK，更不一般的叫做QPSK！
比如說表示3個(gè)比特000，001，010，011，100，101，110，111;
很明顯3個(gè)比特有8種可能，我們需要8個(gè)相位！這就是8PSK！
圖16 QPSK信號(hào)
剛剛說的IQ調(diào)制。在現(xiàn)代通信中，IQ調(diào)制屬于標(biāo)準(zhǔn)配置，利用IQ調(diào)制可以做出所有的調(diào)制方式。
我們現(xiàn)在來實(shí)現(xiàn)QPSK調(diào)制。
在IQ調(diào)制器的輸入端，分別輸入(+1/√2,+1/√2),(-1/√2,+1/√2),(-1/√2,-1/√2),(+1/√2,-1/√2),輸出得到什么玩意？
你看，四個(gè)相位出來了。將上述4個(gè)相位及對(duì)應(yīng)的IQ信號(hào)和輸入的00,01,11,10建立映射關(guān)系
圖17 QPSK映射
4個(gè)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)4個(gè)相位： π/4 3π/4 5π/4 7π/4；
我們剛才說了，IQ信號(hào)表示成復(fù)平面的一個(gè)點(diǎn)，那么我們先來畫出這四個(gè)點(diǎn)，見圖18。
圖18 QPSK星座圖
這里我們只用了4個(gè)點(diǎn)，如果8個(gè)點(diǎn)呢，16個(gè)點(diǎn)呢？對(duì)的，都可以在這個(gè)單位圓上表示出來。同時(shí)，我們?cè)趩挝粓A內(nèi)部，點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)也有IQ對(duì)應(yīng)的分量值，也有相位角，只不過幅度值不為1而已，同樣可以用IQ調(diào)制器搞定。
這樣的圖，我們把他叫做星座圖。它可以清晰的表示數(shù)字調(diào)制的映射關(guān)系。
本篇內(nèi)容較多，幾種數(shù)字調(diào)制，相位的概念，星座圖的概念，IQ調(diào)制的概念都有闡述，看似復(fù)雜。但其實(shí)無非就是在玩三角函數(shù)，三角函數(shù)的積化和差公式，復(fù)數(shù)平面等一些基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識(shí)，相互牽連變化。
下期預(yù)告關(guān)鍵詞：QAM，格雷碼，OFDM
附錄1：?jiǎn)芜厧SB信號(hào)：復(fù)數(shù)形式的解析信號(hào)，如何進(jìn)行發(fā)送與接收？
附錄2：希爾伯特變換：將實(shí)數(shù)信號(hào)變換成解析信號(hào)？節(jié)省帶寬，提升效率
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