268M Pro I

QHY268M Pro I هي كاميرا CMOS علمية مصممة خصيصًا للاستخدام العلمي بمزايا ووظائف متقدمة. تحتوي على مستشعر CMOS بتنسيق APS-C من سوني IMX571 بداخلها. 26 ميجابكسل، إضاءة خلفية، محول تناظري رقمي أصلي 16 بت. تصل الكفاءة الكمية إلى 91٪ وضجيج القراءة منخفض يصل إلى 1.1 إلكترون. حتى مع حجم بكسل 3.76 ميكرومتر، لديها سعة بئر كبيرة تصل إلى 75 كيلو إلكترون.

يتمتع بضوضاء حرارية منخفضة للغاية 0.0005e/بكسل/ثانية عند -20درجة مئوية، وأداء خالٍ من توهج المضخم، ومعدل إطارات أقصى يبلغ 6.8إطارًا في الثانية بدقة 16بت كاملة. QHYCCD IMX571. SONY IMX571/16بت/26ميجابكسل/BSI/تنسيق APS-C. يتميز QHY268PRO بواجهة USB3.0 وواجهة ألياف بصرية 2*10جيجابت في الثانية. يحتوي على مخزن مؤقت كبير للذاكرة DDR3 بسعة 2جيجابايت. يدعم منفذ GPIO ذو 6 سنًا إشارات Trig-In وTrig-Out المعقدة. يمكن توصيله بـ QHY GPS-BOX للحصول على طابع زمني عالي الدقة من GPS على رأس الصورة.

حاليًا، لدينا فقط النموذج القياسي أحادي اللون QHY268M Pro I.إذا كنت بحاجة إلى نسخة ملونة (QHY268C Pro)، فيرجى الاتصال بـ QHYCCD للتخصيص.

يحتوي مستشعر QHY268M Pro I على مستشعر CMOS من SONY IMX571 بتنسيق APS-C بداخله. 26 ميجابكسل، مضاء من الخلف، ADC أصلي 16 بت. تصل كفاءة الكم (QE) إلى 91% وضوضاء القراءة منخفضة تصل إلى 1.1e حتى مع حجم بكسل 3.76 ميكرومتر، فإنه يتمتع بسعة بئر كبيرة تصل إلى 75 كيلو إلكترون. يتميز بضوضاء حرارية منخفضة للغاية تبلغ 0.0005 إلكترون/بكسل/ثانية عند -20 درجة مئوية، وأداء خالٍ من توهج المضخم (ZERO amplifier-glow)، ومعدل إطارات أقصى يبلغ 6.8 إطارًا في الثانية @ 16 بت بدقة كاملة.

*بطاقة PCIE غير مضمنة في منتج QHY268 Pro.

الوصف:

تحويل A/D أصلي 16 بت: يحتوي مستشعر Sony الجديد على تحويل A/D أصلي 16 بت على الشريحة. الإخراج هو 16 بت حقيقي مع 65536 مستوى. مقارنة بمحول A/D 12 بت و14 بت، يوفر محول A/D 16 بت دقة عينة أعلى وسيكون الكسب النظامي أقل من 1e-/ADU بدون ضوضاء خطأ في العينة وضوضاء قراءة منخفضة جدًا.

الإضاءة الخلفية (BSI): من فوائد بنية CMOS ذات الإضاءة الخلفية تحسين سعة البئر الكاملة. وهذا مفيد بشكل خاص للمستشعرات ذات البكسلات الصغيرة. في المستشعر النموذجي ذي الإضاءة الأمامية، يجب أن تمر الفوتونات القادمة من الهدف عبر الأسلاك المعدنية المدمجة فوق الطبقة الحساسة للضوء. يعكس هيكل الأسلاك بعض الفوتونات ويقلل من كفاءة المستشعر. في المستشعر ذي الإضاءة الخلفية، يُسمح للضوء بالدخول إلى السطح الحساس للضوء من الجانب الخلفي. في هذه الحالة، يكون هيكل الأسلاك المدمج أسفل الطبقة الحساسة للضوء. ونتيجة لذلك، يصطدم عدد أكبر من الفوتونات الواردة بالطبقة الحساسة للضوء ويتم توليد المزيد من الإلكترونات والتقاطها في بئر البكسل. تسمى هذه النسبة بين الفوتونات والإلكترونات الكفاءة الكمية. كلما زادت الكفاءة الكمية، زادت كفاءة المستشعر في تحويل الفوتونات إلى إلكترونات، وبالتالي زادت حساسية المستشعر لالتقاط صورة لشيء خافت.

إزالة التوهج الصفري: هذه أيضًا كاميرا ذات توهج مضخم صفري.

بيانات حقيقية خام: في تطبيق DSLR، يوجد إخراج صور RAW، لكنه عادةً لا يكون RAW بالكامل. لا يزال بعض الأدلة على تقليل الضوضاء وإزالة البكسلات الساخنة مرئيًا عند الفحص الدقيق. يمكن أن يؤثر هذا سلبًا على الصورة لعلم الفلك مثل تأثير "آكل النجوم". ومع ذلك، تقدم كاميرات QHY إخراج صور RAW حقيقي وتنتج صورة تتكون من الإشارة الأصلية فقط، مما يحافظ على أقصى مرونة لبرامج معالجة الصور الفلكية بعد الالتقاط والتطبيقات العلمية الأخرى.

تقنية مكافحة التكثف: استنادًا إلى خبرة تصميم الكاميرات المبردة التي تمتد لنحو 20 عامًا، طبقت كاميرا QHY المبردة حلولًا كاملة لمكافحة التكثف. تحتوي النافذة البصرية على مدفأة مدمجة للتكثف، كما أن الحجرة محمية من التكثف الرطوبي الداخلي. توجد لوحة تسخين كهربائية لنافذة الحجرة تمنع تشكل الندى، ويتم الحفاظ على جفاف المستشعر نفسه من خلال تصميم مقبس أنبوب هلام السيليكا للتحكم في الرطوبة داخل حجرة المستشعر.

التبريد: بالإضافة إلى التبريد الكهروحراري ثنائي المرحلة، تطبق QHYCCD تقنية خاصة في الأجهزة للتحكم في ضوضاء التيار المظلم.

مقدمة عامة عن الكاميرات العلمية الاحترافية

بالمقارنة مع منتجات التصوير الفلكي، فإن الإصدار "Pro" من الدرجة العلمية يحتوي على واجهات أكثر، ووظائف أكثر، وجودة أعلى لتلبية الاحتياجات المعقدة بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: المسح السماوي، القياس الضوئي الفلكي، فحص ومعايرة شاشات LCD/OLED عالية الدقة، كاميرا السماء الكاملة، القياس العلمي، جهاز تسلسل الحمض النووي، جهاز الطيف.

تحتوي كاميرا من الدرجة العلمية من فئة Pro على الواجهات أو الوظائف التالية.

USB3.0

USB3.0 هي واجهة شائعة جدًا وسهلة الاستخدام. لا يمكن لـ USB3.0 دعم مسافة نقل تزيد عن 3 متر. إذا كنت ترغب في الحصول على مسافة طويلة عبر USB3.0، توفر QHYCCD كابل تمديد USB3.0 اختياري بطول 5 متر و10 متر مع مضخم مدمج.

واجهة ألياف بصرية 2*10 جيجابت/ثانية

يمكن لمقبس الألياف البصرية المدمج 2*10 جيجابت/ثانية العمل مع بطاقة التقاط البيانات QHYCCD PCIE2.0x8. واجهة الألياف البصرية مخصصة لمتطلبات المراصد المحترفة. ستمنح المزايا التالية مقارنة بواجهة USB3.0. إذًا، ما هي فائدة واجهة الألياف البصرية؟

• معدل بيانات أعلى. يمكن لألياف جيجابت واحدة 10 نقل بيانات بحد أقصى 10 جيجابت في الثانية. يمكن أن يصل معدل البيانات الفعلي إلى حوالي 800 ميجابايت/ثانية. بينما تبلغ سرعة USB3.0 5 جيجابت في الثانية ومعدل البيانات الفعلي حوالي 350 ميجابايت/ثانية. باستخدام الأليافين 10 جيجابت يمكن الحصول على سرعة حوالي 1.6 جيجابايت/ثانية. يتمتع مستشعر IMX455 بوضع السرعة العالية مثل وضع الدقة الكاملة 10 إطارًا في الثانية بدقة 14 بت ووضع فيديو 30 إطارًا في الثانية بدقة 8 ك. معدل البيانات لهذه الأوضاع أعلى بكثير من USB3.0.
• مسافة نقل طويلة جدًا.  الألياف أطول بمئات المرات من USB3.0. يمكن لـ USB3.0 نقل البيانات فقط لمسافة 3 متر إلى 5 متر. للمسافات الأطول، يحتاج إلى كابل تمديد لكن يمكنه فقط الوصول إلى 10 متر إلى 15 متر. بينما يمكن للألياف نقل البيانات لمسافة 300 متر مباشرة باستخدام الوحدة الضوئية الافتراضية؛ ومع الوحدة الضوئية للمسافات الطويلة، يمكنها نقل البيانات حتى 40 كم.
• ثابت ومستقر ولا يتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي (EMI). أحد العوامل الرئيسية التي تسبب تعليق الكاميرا هي مشكلة التداخل الكهرومغناطيسي (EMI). قد يتأثر نقل USB3.0 بالتداخل الكهرومغناطيسي في مسار النقل، مثل الكهرباء الساكنة والأجهزة عالية الطاقة الأخرى المنبعثة. يسبب التداخل الكهرومغناطيسي حدوث خطأ في CRC لحزم البيانات المرسلة مما يؤدي إلى فقدان الصورة. كابل USB الطويل أكثر عرضة لهذه المشكلة. الضوء لا يمكن أن يتأثر بالتداخل الكهرومغناطيسي. لذا مع نقل الألياف، سيكون كل شيء مستقرًا جدًا.

GPIO

يوجد مقبس GPIO ذو 6 دبوس على الجزء الخلفي من الكاميرا. يمكن تكوينه في أوضاع مختلفة، أو تخصيصه حسب طلب المستخدم لتلبية توقيتات أكثر تعقيدًا عن طريق إعادة برمجة FPGA.

التبريد السائل (تخصيص)

مقارنةً بالتبريد الهوائي، يتمتع التبريد السائل بالمزايا المهمة التالية. إذا كنت مهتمًا، يرجى اتصل بـ QHYCCD مسبقًا للتخصيص.

بدون اهتزاز.  يتطلب التبريد الهوائي استخدام مروحة داخل الكاميرا قد تسبب اهتزازات صغيرة.  حتى أفضل المروحات لا يمكنها تجنب بعض التأثير على FWHM (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى) للصور النجمية على بعض التلسكوبات.  الأنظمة البصرية ذات البعد البؤري الطويل أكثر حساسية لهذا التأثير.  ومع ذلك، يحقق التبريد المائي خفض درجة الحرارة من خلال تدفق بطيء للماء.  لا يوجد مكون ميكانيكي متحرك يسبب اهتزاز الكاميرا، مما يلغي أي تأثير سلبي على الصورة.

  لا اضطراب هواء ساخن.  بالنسبة للأنظمة البصرية مثل RASA وHyperstar حيث يتم وضع الكاميرا في الموضع الثانوي، لا يتم توليد اضطراب الهواء. عند تركيب كاميرا مبردة بالهواء أمام البصريات، يمر الهواء الساخن الناتج عن نظام التبريد الهوائي عبر المسار البصري ويمكن أن يسبب تأثيرات رؤية. التبريد المائي لا ينتج عنه تفريغ هواء ساخن.  تنتقل الحرارة بواسطة السائل لذلك لا يوجد مثل هذا التأثير.

فرق تبريد أكبر. مع التبريد المائي، تكون درجة حرارة التبريد القصوى أقل بحوالي 10 درجة مئوية من درجة الحرارة القصوى التي يتم تحقيقها مع الهواء فقط (حوالي 45 درجة تحت درجة الحرارة المحيطة).

وظائف متقدمة

أوضاع قراءة متعددة

أوضاع القراءة المتعددة خاصة بكاميرات QHY ذات 16 بت (QHY600/268/461/411).  تختلف أوضاع القراءة المختلفة في توقيت السائق، وما إلى ذلك، مما يؤدي إلى أداء مختلف. انظر التفاصيل في قسم "أوضاع القراءة المتعددة والمنحنيات".

وظيفة قمع الضوضاء الحرارية للتغيير العشوائي

قد تجد أن بعض أنواع الضوضاء الحرارية يمكن أن تتغير بمرور الوقت في بعض كاميرات CMOS ذات الإضاءة الخلفية. تتميز هذه الضوضاء الحرارية بموقع ثابت كالضوضاء الحرارية النموذجية، لكن قيمتها لا ترتبط بوقت التعرض. بدلاً من ذلك، يبدو أن لكل إطار خصائصه الخاصة. تستخدم سلسلة QHY600/268/461/411 تقنية قمع مبتكرة يمكنها تقليل المستوى الظاهري لهذه الضوضاء بشكل كبير.

حماية UVLO

UVLO (قفل الجهد المنخفض) هو لحماية الجهاز الإلكتروني من التلف الناتج عن الفولتية المنخفضة بشكل غير طبيعي.

تخبرنا تجربتنا اليومية أن الجهد التشغيلي الفعلي لأي جهاز كهربائي يجب ألا يتجاوز الجهد المقنن بشكل كبير، وإلا سيتلف. بالنسبة للمعدات الدقيقة مثل الكاميرات، فإن العمل لفترة طويلة بجهد منخفض جدًا قد يضر بعمر الكاميرا، وقد يتسبب في احتراق بعض الأجهزة مثل مدير الطاقة بسبب التحميل الزائد المستمر. في برنامج التشغيل وSDK المتكامل بعد الإصدار المستقر 2021.10.23، ستصدر الكاميرا تحذيرًا عندما يكون جهد الإدخال أقل من 11 فولت.

تحسين حركة مرور USB لتقليل النطاقات الأفقية

من الشائع أن يحتوي مستشعر CMOS على بعض الخطوط الأفقية. عادةً، يمكن إزالة الخطوط الأفقية العشوائية عن طريق تكديس الإطارات المتعددة بحيث لا تؤثر على الصورة النهائية. ومع ذلك، لا تتم إزالة الخطوط الأفقية الدورية عن طريق التكديس، لذا قد تظهر في الصورة النهائية. من خلال ضبط حركة مرور USB في وضع الإطار الواحد أو وضع الإطار المباشر، يمكنك ضبط تردد مشغل مستشعر CMOS وتحسين الخطوط الأفقية التي تظهر في الصورة. هذا التحسين فعال جدًا في إزالة الخطوط الدورية في بعض الظروف.

ضوضاء أفقية دورية نموذجية تحت قيم معينة لحركة مرور USB.

بعد ضبط حركة مرور USB لتجنب الضوضاء الأفقية الدورية.

أعد تشغيل الكاميرا عن طريق إيقاف التشغيل والتشغيل

تم تصميم الكاميرا لاستخدام +12V لإعادة تشغيل الكاميرا دون فصل وإعادة توصيل واجهة USB. وهذا يعني أنه يمكنك إعادة تشغيل الكاميرا ببساطة عن طريق إيقاف تشغيل +12V ثم تشغيلها مرة أخرى. هذه الميزة مفيدة جدًا للتحكم عن بعد في الكاميرا في المرصد. يمكنك استخدام مصدر طاقة يتم التحكم فيه عن بعد لإعادة تشغيل الكاميرا. ليست هناك حاجة للتفكير في كيفية إعادة توصيل USB في حالة التحكم عن بعد.

أوضاع ومنحنيات القراءة المتعددة

منحنى استجابة الطيف لـ Monochrom. يعتمد المنحنى على ورقة بيانات SONY. في ورقة البيانات، هو المنحنى المعياري. اختبرته QHYCCD بمقارنته مع مستشعر CCD معروف الكفاءة الكمية (QE). وتم الحصول على هذا المنحنى. هذا المنحنى هو مرجع فقط. لا تضمن QHYCCD صحة هذا المنحنى.

النسخة الملونة (منحنى الاستجابة المعياري من ورقة بيانات SONY).

أوضاع القراءة المتعددة خاصة بكاميرات QHY ذات 16 بت (QHY600/268/461/411). تؤدي أوضاع القراءة المختلفة إلى أداء مختلف. هذه الأوضاع مدعومة حاليًا في مشغل كاميرا QHYCCD ASCOM وSharpCap وN.I.N.A.

وضع القراءة #0 (وضع التصوير الفلكي DSO).هذا الوضع مناسب لمعظم حالات تصوير DSO. نظرًا لوجود انخفاض في الضوضاء بين كسب 25 وكسب 26 (كسب الوحدة)، نوصي به كإعداد كسب افتراضي؛ ومع ذلك، فإن كسب 0 جيد أيضًا لمستشعر 16 بت.

وضع القراءة #1 (وضع الكسب العالي). هذا الوضع يشبه إلى حد ما ISO المزدوج الأصلي في بعض الكاميرات الرقمية الجديدة، حيث يمكن أن يزيد النطاق الديناميكي بشكل كبير عند قيم ISO العالية جدًا، مثل iso800، iso3200، إلخ. يوفر وضع الكسب العالي هذا التحسين لكاميرات QHYCCD 16 بت. نوصي باختيار هذا الوضع عندما تضطر إلى التصوير بكسب عالٍ، على سبيل المثال، لجسم مظلم جدًا. يرجى ملاحظة أن نقطة التبديل بين HGC/LGC لكاميرات QHY600/268/461 هي 56. وهذا يعني أنه يجب عليك ضبط الكسب على 56 للاستفادة القصوى منه.

وضع القراءة#2 (وضع السعة الكاملة الموسعة). مع حجم بكسل يبلغ 3.76 ميكرومتر، تتمتع هذه المستشعرات بالفعل بسعة بئر كاملة مذهلة تبلغ 51 كيلو إلكترون. ومع ذلك، نفذت QHYCCD نهجًا فريدًا لتحقيق سعة بئر كاملة أعلى من 51 كيلو إلكترون - من خلال إعدادات وضع القراءة المبتكرة القابلة للتحكم من قبل المستخدم. في وضع البئر الكامل الممتد، يمكن لـ QHY600 تحقيق قيمة شحنة بئر كاملة كبيرة جدًا تبلغ حوالي 80 كيلو إلكترون، ويمكن لـ QHY268 تحقيق حوالي 75 كيلو إلكترون. توفر سعة البئر الكاملة الأكبر نطاقًا ديناميكيًا أوسع وتقل احتمالية تشبع الاختلافات الكبيرة في شدة السطوع. 

وضع-2CMS

بناءً على الأنماط الأساسية الثلاثة المذكورة أعلاه، يمكن لوضع 2CMS تقليل ضوضاء القراءة بشكل كبير عن طريق أخذ عينات ثانوية مع الحفاظ على نفس قيمة الامتلاء الكامل وكسب النظام. نحن نفضل أوضاع 2CMS على الأنماط الأساسية في التصوير الفلكي. بالمناسبة، قيم الكسب الموصى بها هي نفسها كما في أنماطها الأساسية.

حاليًا، تدعم سلسلة QHY600 وسلسلة QHY461 وضع Fullwell الممتد-2CMS (الوضع#3)، وسلسلة QHY268 تدعم وضع DSO الفوتوغرافي-2CMS (الوضع#4) ووضع الكسب العالي-2CMS (الوضع#5). يتطلب الوضع رقم 4 والوضع رقم 5 إصدار Allinone 20230412 أو أعلى.

المواصفات