QHY600 M/C PH/SBFL/L

نظرة عامة

بفضل ميزة انخفاض ضوضاء القراءة وسرعة القراءة العالية، أحدثت تقنية CMOS ثورة في التصوير الفلكي. تُعد كاميرا التصوير الفلكي أحادية اللون، ذات الإضاءة الخلفية، عالية الحساسية الخيار الأمثل لمصوري الفلك. تستخدم QHY600 أحدث مستشعر من سوني مع إضاءة خلفية، IMX455، وهو مستشعر كامل الإطار (بتنسيق 35 مم) مع بكسلات بحجم 3.76 ميكرومتر وتحويل A/D أصلي بدقة 16 بت.  يتوفر هذا المستشعر في نسختين: أحادية اللون وملونة.  تضع QHY600 حدًا لأيام كاميرات CMOS غير ذات 16 بت وتنهي أيام كاميرات CMOS أحادية اللون غير كاملة الإطار (وأكبر).

يتميز جهاز QHY600 بتيار ظلامي منخفض للغاية (0.002e/p/s@-20C) باستخدام تقنية CMOS BSI Exmor من سوني. كما أن QHY600 هو كاميرا بدون توهج مضخم. يتميز جهاز QHY600 بضوضاء قراءة تبلغ إلكترونًا واحدًا فقط عند الكسب العالي والدقة الكاملة وسرعة قراءة تبلغ 4 إطارًا في الثانية. إلكترون واحد من ضوضاء القراءة يعني أن الكاميرا يمكنها تحقيق نسبة إشارة إلى ضوضاء أكبر من 3 عند 4 إلى 6 فوتونات فقط. هذا أداء مثالي عندما تكون الظروف محدودة بالفوتونات، أي التعريضات القصيرة، التصوير ضيق النطاق، وما إلى ذلك، مما يجعل هذا المستشعر ذو المساحة الكبيرة مثاليًا للمسوحات السماوية، وعلم الفلك الزمني، والتصوير الفلوري، وتسلسل الحمض النووي، والمجهرية.

الموديلات

تتضمن سلسلة QHY600 نماذج متعددة تغطي الاستخدامات التصويرية والعلمية. فيما يلي قائمة بأنواع مختلفة من سلسلة QHY600 PH (التصويرية):

QHY600PH : الإصدار القياسي لعلماء الفلك الهواة؛

QHY600PH-SBFL (إصدار البعد البؤري الخلفي القصير) ：مصمم خصيصًا لمستخدمي عدسات DSLR أو لمن لديهم متطلبات خاصة لطول بؤري خلفي قصير. تحتوي هذه النسخة على جزء أمامي خاص بطول بؤري خلفي يبلغ 14 مم فقط (يستهلك الطول البؤري الخلفي 12.5 مم عند توصيل QHYCFW. حول تعريف "الطول البؤري الخلفي المستهلك" ونظام المحولات لدينا، يرجى الاطلاع على: https://www.qhyccd.com/astronomical-camera-adapter-bfl-solution/). يمكن لـ QHY600SBFL مطابقة عدسات Canon/Nikon بسهولة حتى مع عجلة المرشحات. يوجد على جانب هذا المحول فتحة بقطر 4 مم لتوصيل مضخة هواء عبر أنبوب بلاستيكي في حالة تعفير الزجاج عند الحاجة.

QHY600L : نسخة أخف وأقصر وأرخص. بالمقارنة مع QHY600PH، تتميز QHY600PH-Lite بالميزات التالية مقارنة بالطرازات السابقة: QHY600L متوفر بنسخة أحادية اللون فقط؛  يصبح طول الجسم أقصر، حوالي 112مم، وسعره أقل مقارنة بـ QHY600PH؛ تم ضبط مخزن DDR3 المؤقت (ذاكرة التخزين) المدمج على 1 جيجابايت مقارنة بـ 2 جيجابايت لـ QHY600PH/Pro. تظل المواصفات الأخرى لـ QHY600L كما هي مع QHY600PH باستثناء طول الجسم والوزن.

المميزات

2 جيجابايت مخزن DDR3 للصور

لتوفير نقل بيانات سلس ومستمر لكامل مستشعر 60MP بسرعة عالية، تم تزويد QHY600 بذاكرة صور 2GB DDR3. عدد البكسلات في الجيل الأحدث من مستشعرات CMOS مرتفع جدًا، مما يؤدي إلى متطلبات ذاكرة أكبر للتخزين المؤقت والدائم. على سبيل المثال، ينتج مستشعر QHY600 حوالي 120MB من البيانات لكل إطار. كما تم زيادة عرض النطاق الترددي للبيانات من 16 بت الأصلي إلى 32 بت الحالي. يتطلب نقل أحجام الملفات الكبيرة هذه بالضرورة أن تحتوي الكاميرا على ذاكرة كافية. اعتمدت QHY600 ذاكرة كبيرة السعة تصل إلى 2GB. تم مضاعفة إنتاجية البيانات. تلبي ذاكرة الصور الكبيرة هذه احتياجات التقاط الصور عالية السرعة ونقل الجيل الجديد من CMOS، مما يجعل التصوير متعدد الإطارات أكثر سلاسة وأقل تقطعًا، مما يقلل الضغط على وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر.

ميزة أخرى هي أنه عند استخدام بعض أجهزة الكمبيوتر التي لا تحتوي على معالجات سريعة أو دعم ضعيف لـ USB 3.0، لا يمكن للكمبيوتر نقل البيانات عالية السرعة بشكل جيد، وغالبًا ما تُفقد البيانات. يمكن لـ DDR تخزين الكثير من بيانات الصور وإرسالها إلى الكمبيوتر. حتى إذا توقف نقل USB 3.0 بشكل متكرر، فإنه يضمن عدم فقدان البيانات. توجد خيارات في SharpCap لتشغيل أو إيقاف تخزين DDR المؤقت. يعمل الإصدار الحالي من برنامج تشغيل ASCOM في وضع DDR.

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 مستويات. 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.

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.

Zero Amplify Glow: هذه أيضًا كاميرا ذات توهج مضخم صفري.

بيانات TRUE RAW: 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 الضباب: 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.

وظائف متقدمة متاحة

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 العشوائية

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 تحتوي مستشعرات CMOS على بعض النطاقات الأفقية. عادةً، يمكن إزالة النطاقات الأفقية العشوائية عن طريق تكديس الإطارات المتعددة، مما يمنع تأثيرها على الصورة النهائية. ومع ذلك، لا تتم إزالة النطاقات 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 النطاقات الأفقية التي تظهر على الصورة. هذا التحسين فعال جدًا في إزالة النطاقات 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 ثم تشغيله

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 قراءة متعددة

وضع القراءة #0 (الوضع الفوتوغرافي).

وضع القراءة #1 (وضع الكسب العالي).

وضع القراءة #2 (وضع الامتلاء الفائق).

وضع القراءة #3 (تمديد الامتلاء 2CMSIT، المنحنى الأصفر).

يظهر المنحنى QE المطلق

أوضاع القراءة المتعددة خاصة بكاميرات QHY 16-بت (QHY600/268/461/411).  تختلف أوضاع القراءة المختلفة في توقيت السائق، وما إلى ذلك، وتؤدي إلى أداء مختلف. هذه الأوضاع مدعومة حاليًا في برنامج تشغيل كاميرا QHYCCD ASCOM وSharpCap وN.I.N.A.

وضع القراءة #0 (وضع DSO الفوتوغرافي). هذا الوضع مناسب لمعظم حالات تصوير DSO. في هذا الوضع، لا داعي للقلق بشأن كسب الوحدة، لأن الكسب 0 جيد بما يكفي لمستشعر 16-بت؛ ومع ذلك، هناك انخفاض في الضوضاء بين الكسب 25 والكسب 26.

وضع القراءة #1 (وضع الكسب العالي). هذا الوضع يشبه تقريبًا ISO المزدوج الأصلي لبعض 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 ذات 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 قيمة الكسب مساوية أو أكبر قليلاً من 56 في هذا الوضع للاستفادة القصوى منه.

وضع القراءة #2 (وضع البئر الكامل الممتد). 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 شحن بئر كامل كبيرة جدًا تبلغ حوالي 80 كيلو إلكترون، ويمكن لـ QHY268 تحقيق حوالي 75 كيلو إلكترون. توفر سعة البئر الكامل الأكبر نطاقًا ديناميكيًا أكبر وتقل احتمالية تشبع الاختلافات الكبيرة في شدة السطوع. 

وضع القراءة #3 (وضع البئر الكامل الممتد - 2CMS)). بينما وضع Fullwell الممتد يتمتع بوضع fullwell كبير، ولكنه يجلب المزيد من الضوضاء أيضًا. لا تقلق، يمكن لوضع 2CMS تقليل ضوضاء القراءة بحوالي 1.3 مرات مع الحفاظ على نفس قيمة fullwell وكسب النظام مثل وضع #2 وضع Fullwell الممتد، عن طريق أخذ عينات ثانوي. نوصي بوضع 2CMS هذا أكثر من الوضع #2 عندما تحتاج إلى fullwell أكبر. بالمناسبة، من الأفضل استخدام الكسب 25 أو 26 بدلاً من الكسب 0 تحت الوضع #3

المواصفات