268M Pro I

QHY268M Pro I es una cámara CMOS científica diseñada especialmente para uso científico con cualidades y funciones avanzadas. En su interior incorpora un sensor CMOS SONY IMX571 de formato APS-C. 26 megapíxeles, iluminación trasera, ADC nativo de 16 bits. La eficiencia cuántica alcanza hasta 91% y el ruido de lectura es tan bajo como 1.1e. Incluso con un tamaño de píxel de 3.76 µm, tiene una gran capacidad de pozo de hasta 75 ke.

Tiene un ruido térmico extremadamente bajo de 0.0005e/píxel/segundo a -20°C, rendimiento sin brillo de amplificador, una velocidad máxima de fotogramas de 6.8FPS a resolución completa de 16bits. QHYCCD IMX571. SONY IMX571/16bits/26Mpíxeles/BSI/formato APS-C. El QHY268PRO tiene interfaz USB3.0 y de fibra óptica 2*10Gbps. Cuenta con un búfer de memoria DDR3 de 2GB. El puerto GPIO de 6 pines admite señales complejas Trig-In y Trig-Out. Se puede conectar con QHY GPS-BOX para obtener una marca de tiempo GPS de alta precisión en la cabecera de la imagen.

Actualmente solo tenemos el modelo estándar monocromo QHY268M Pro I.Si necesita la versión en color (QHY268C Pro), póngase en contacto con QHYCCD para personalizarla.

El QHY268M Pro I incorpora un sensor CMOS SONY IMX571 de formato APS-C. 26 megapíxeles, iluminación trasera, ADC nativo de 16 bits. La eficiencia cuántica (QE) alcanza hasta 91% y el ruido de lectura es tan bajo como 1.1e. Incluso con un tamaño de píxel de 3.76 µm, tiene un pozo de carga grande de hasta 75 ke. Presenta un ruido térmico extremadamente bajo de 0.0005 e/píxel/segundo a -20 °C, rendimiento sin resplandor del amplificador (ZERO amplifier-glow) y una velocidad máxima de fotogramas de 6.8 fps a 16 bits de resolución completa.

*La tarjeta PCIE NO está incluida en el producto QHY268 Pro.

Descripción:

A/D nativo de 16 bits: El nuevo sensor Sony incorpora un conversor A/D nativo de 16 bits en el chip. La salida es de 16 bits reales con 65536 niveles. En comparación con convertidores A/D de 12 bits y 14 bits, un convertidor A/D de 16 bits ofrece una mayor resolución de muestreo, y la ganancia del sistema será inferior a 1e-/ADU sin ruido de error de muestreo y con un ruido de lectura muy bajo.

BSI: Una ventaja de la estructura CMOS con iluminación trasera es la mejora de la capacidad de pozo completo. Esto es especialmente útil para sensores con píxeles pequeños. En un sensor típico con iluminación frontal, los fotones del objetivo que entran en la capa fotosensible del sensor deben atravesar primero el cableado metálico incrustado justo encima de dicha capa. La estructura del cableado refleja algunos fotones y reduce la eficiencia del sensor. En el sensor con iluminación trasera, la luz puede entrar en la superficie fotosensible desde el lado posterior. En este caso, la estructura de cableado incrustada queda por debajo de la capa fotosensible. Como resultado, más fotones incidentes alcanzan la capa fotosensible y se generan y capturan más electrones en el pozo del píxel. Esta relación entre fotones y electrones se denomina eficiencia cuántica. Cuanto mayor sea la eficiencia cuántica, más eficiente será el sensor para convertir fotones en electrones y, por tanto, más la sensibilidad del sensor para capturar una imagen de algo tenue.

Zero Amplify Glow: Esta también es una cámara sin resplandor de amplificador.

Datos brutos reales: En la implementación DSLR hay una salida de imagen RAW, pero normalmente no es completamente RAW. Al inspeccionarla de cerca, todavía se aprecian algunas evidencias de reducción de ruido y eliminación de píxeles calientes. Esto puede tener un efecto negativo en la imagen para astronomía, como el efecto "comeestrellas". Sin embargo, las cámaras QHY ofrecen una salida de imagen RAW verdadera y producen una imagen compuesta únicamente por la señal original, manteniendo así la máxima flexibilidad para los programas de procesamiento de imágenes astronómicas posteriores a la adquisición y otras aplicaciones de imagen científica.

Tecnología anti-condensación: Basado en casi 20 años de experiencia en el diseño de cámaras refrigeradas, la cámara refrigerada QHY ha implementado soluciones completas de control de condensación. La ventana óptica cuenta con un calentador antivaho integrado y la cámara está protegida contra la condensación interna de humedad. Una placa calefactora eléctrica para la ventana de la cámara evita la formación de rocío, y el propio sensor se mantiene seco gracias a nuestro diseño de conector tubular con gel de sílice para controlar la humedad dentro de la cámara del sensor.

Enfriamiento: Además del enfriamiento termoeléctrico de doble etapa, QHYCCD implementa tecnología patentada en hardware para controlar el ruido de corriente oscura.

Introducción general a las cámaras científicas de grado profesional

En comparación con los productos astrofotográficos, la versión "Pro" de grado científico tiene más interfaces, más funciones y mayor calidad para satisfacer necesidades complejas, incluidas, entre otras: relevamiento del cielo, fotometría astronómica, inspección y calibración de pantallas LCD/OLED de alta resolución, cámara de cielo completo, medición científica, secuenciador de ADN, espectrómetro.

Una cámara científica de grado Pro tiene las siguientes interfaces o funciones.

USB3.0

USB3.0 es una interfaz muy popular y muy fácil de usar. USB3.0 no puede soportar una distancia de transferencia superior a 3 metros. Si desea lograr una larga distancia mediante USB3.0, QHYCCD ofrece el cable extensor USB3.0 opcional de 5 metros y 10 metros con amplificador integrado.

Interfaz de fibra óptica de 2*10 Gbps

El conector de fibra óptica integrado de 2*10 Gbps puede funcionar con la tarjeta capturadora de datos QHYCCD PCIE2.0x8. La interfaz de fibra óptica está pensada para los requisitos de los observatorios profesionales. Ofrece las siguientes ventajas frente a la interfaz USB3.0. Entonces, ¿cuál es el beneficio de la interfaz de fibra óptica?

• Mayor velocidad de datos. Una fibra Gigabit 10 puede transferir un máximo de 10 Gbps de datos. La velocidad de datos real puede alcanzar aproximadamente 800 MB/s. Mientras que el USB3.0 es de 5 Gbps y la velocidad de datos real es de aproximadamente 350 MB/s. Usando las dos fibras Gigabit 10 se puede obtener una velocidad de aproximadamente 1.6 GB/s. El sensor IMX455 tiene el modo de alta velocidad, como el modo de resolución completa de 10 fps a 14 bits y el modo de video 30 fps a 8K. La velocidad de datos de estos modos es mucho mayor que la del USB3.0.
• Distancia de transmisión muy larga.  La fibra es cientos de veces más larga que el USB3.0. El USB3.0 solo puede transferir de 3 metro a 5 metros. Para distancias más largas, necesita un cable extensor, pero solo puede alcanzar de 10 metros a 15 metros. Mientras que la fibra puede transferir directamente 300 metros con el módulo óptico predeterminado; con el módulo óptico de larga distancia, puede transferir hasta 40 km.
• Sólido y estable, sin verse afectado por interferencias electromagnéticas (EMI). Uno de los principales factores que causan que la cámara se cuelgue es el problema de EMI. La transferencia USB3.0 puede verse afectada por EMI en el tramo de transferencia, como la estática y otros dispositivos de alta potencia que emiten. La EMI provocará errores CRC en los paquetes de datos transferidos y causará pérdida de imagen. Un cable USB largo es más propenso a este problema. La luz no puede verse afectada por EMI. Por lo tanto, con la transferencia por fibra, todo será muy estable.

GPIO

Hay un conector GPIO de 6 pines en la parte posterior de la cámara. Se puede configurar en diferentes modos o personalizar según las solicitudes del usuario para cumplir con tiempos más complejos reprogramando el FPGA.

Refrigeración líquida (personalización)

En comparación con la refrigeración por aire, la refrigeración líquida tiene las siguientes ventajas importantes. Si está interesado, por favor Contacte con QHYCCD con antelación para personalización.

Sin vibraciones.  La refrigeración por aire requiere el uso de un ventilador dentro de la cámara que puede inducir pequeñas vibraciones.  Incluso el ventilador de mayor calidad no puede evitar cierto efecto en la FWHM (anchura total a media altura) de las imágenes estelares en ciertos telescopios.  Los sistemas ópticos de larga distancia focal son más sensibles a este efecto.  Sin embargo, la refrigeración por agua logra la reducción de temperatura mediante el flujo lento de agua.  No hay ningún componente mecánico móvil que cause vibración en la cámara, eliminando cualquier efecto negativo en la imagen.

  Sin turbulencias de aire caliente.  En sistemas ópticos como RASA y Hyperstar, donde la cámara se coloca en la posición secundaria, no se genera turbulencia de aire. Cuando se instala una cámara refrigerada por aire delante de la óptica, el aire caliente generado por el sistema de refrigeración por aire pasa a través de la trayectoria óptica y puede producir efectos de seeing. La refrigeración por agua no produce descarga de aire caliente.  El calor es transportado por el líquido, por lo que no existe tal efecto.

Mayor diferencia de refrigeración. Con refrigeración por agua, la temperatura máxima de refrigeración es aproximadamente 10 grados Celsius más baja que la temperatura máxima alcanzada solo con aire (aproximadamente 45 grados por debajo de la temperatura ambiente).

Funciones avanzadas

Múltiples modos de lectura

Los múltiples modos de lectura son especiales para las cámaras QHY de 16 bits (QHY600/268/461/411).  Diferentes modos de lectura tienen diferentes tiempos de controlador, etc., y resultan en un rendimiento diferente. Consulte los detalles en la sección "Múltiples modos de lectura y curvas".

Función de supresión de ruido térmico por cambios aleatorios

Es posible que encuentre que algunos tipos de ruido térmico pueden cambiar con el tiempo en algunas cámaras CMOS con iluminación trasera. Este ruido térmico tiene la característica de la posición fija del ruido térmico típico, pero su valor no está relacionado con el tiempo de exposición. En cambio, cada fotograma parece tener sus propias características. La QHY600/268/461/411 utiliza una tecnología de supresión innovadora que puede reducir significativamente el nivel aparente de dicho ruido.

Protección UVLO

UVLO (Bloqueo por Bajo Voltaje) protege el dispositivo electrónico de daños causados por voltajes anormalmente bajos.

Nuestra experiencia diaria nos dice que la tensión de funcionamiento real de un dispositivo eléctrico no debe superar significativamente la tensión nominal, de lo contrario se dañará. Para equipos de precisión como las cámaras, trabajar durante mucho tiempo con una tensión de entrada demasiado baja también puede ser perjudicial para la vida útil de la cámara, e incluso puede provocar que algunos dispositivos, como el gestor de alimentación, se quemen debido a una sobrecarga prolongada. En el controlador y SDK integrados a partir de la versión estable 2021.10.23, la cámara emitirá una advertencia cuando la tensión de entrada sea inferior a 11 V.

Optimización del tráfico USB para minimizar las bandas horizontales

Es común que un sensor CMOS presente algunas bandas horizontales. Normalmente, las bandas horizontales aleatorias se pueden eliminar apilando varios fotogramas para que no afecten a la imagen final. Sin embargo, las bandas horizontales periódicas no se eliminan con el apilado, por lo que pueden aparecer en la imagen final. Al ajustar el tráfico USB en el modo de fotograma único o en el modo de fotograma en vivo, puede ajustar la frecuencia del controlador del sensor CMOS y optimizar las bandas horizontales que aparecen en la imagen. Esta optimización es muy eficaz para eliminar las bandas periódicas en algunas condiciones.

Un ruido horizontal periódico típico bajo ciertos valores de USB_TRAFFIC.

Después de ajustar el tráfico USB para evitar el ruido horizontal periódico.

Reinicie la cámara apagándola y encendiéndola

La cámara está diseñada para usar +12V para reiniciar la cámara sin desconectar y volver a conectar la interfaz USB. Esto significa que puedes reiniciar la cámara simplemente apagando +12V y luego volviéndola a encender. Esta función es muy útil para controlar la cámara de forma remota en un observatorio. Puedes usar una fuente de alimentación controlada remotamente para reiniciar la cámara. No es necesario considerar cómo reconectar el USB en caso de control remoto.

Múltiples modos de lectura y curvas

Curva de respuesta espectral de Monochrom. La curva se basa en la hoja de datos de SONY. En la hoja de datos, es la curva normalizada. QHYCCD la probó comparándola con un sensor CCD de eficiencia cuántica (QE) conocido. Y se obtuvo esta curva. Esta curva es solo una referencia. QHYCCD no garantiza que esta curva sea correcta.

Versión en color (curva de respuesta normalizada de la hoja de datos de SONY).

Los modos de lectura múltiple son especiales para las cámaras QHY de 16 bits (QHY600/268/461/411). Los diferentes modos de lectura dan como resultado un rendimiento diferente. Estos modos de lectura son compatibles actualmente con el controlador de cámara QHYCCD ASCOM, SharpCap y N.I.N.A.

Modo de lectura #0 (modo fotográfico DSO).Este modo es adecuado para la mayoría de las situaciones de imagen DSO. Dado que hay una caída en el ruido entre la ganancia 25 y la ganancia 26 (ganancia unitaria), recomendamos esta como configuración de ganancia predeterminada; sin embargo, la ganancia 0 también es suficientemente buena para un sensor de 16 bits.

Modo de lectura #1 (modo de alta ganancia). Este modo es algo similar al ISO doble nativo de algunas cámaras digitales nuevas, cuyo rango dinámico puede aumentar considerablemente con valores ISO muy altos, como iso800, iso3200, etc. El modo de alta ganancia ofrece esta mejora para las cámaras QHYCCD de 16 bits. Le recomendamos elegir este modo cuando tenga que capturar con alta ganancia, por ejemplo, un objeto muy oscuro. Tenga en cuenta que el punto de conmutación de HGC/LGC de QHY600/268/461 es 56. Esto significa que debe ajustar la ganancia a 56 para aprovecharlo al máximo.

Modo de lectura#2 (Modo de pozo completo extendido). Con un tamaño de píxel de 3.76 µm, estos sensores ya tienen una impresionante capacidad de pozo completo de 51 ke. No obstante, QHYCCD ha implementado un enfoque único para lograr una capacidad de pozo completo superior a 51 ke, mediante ajustes innovadores del modo de lectura controlables por el usuario. En el modo de pozo completo extendido, el QHY600 puede alcanzar un valor de carga de pozo completo extremadamente grande de casi 80 ke, y el QHY268 puede alcanzar casi 75 ke. Una mayor capacidad de pozo completo proporciona un mayor rango dinámico y es menos probable que las grandes variaciones de brillo saturen. 

Modo-2CMS

Basado en los tres modos básicos anteriores, el modo 2CMS puede reducir en gran medida el ruido de lectura mediante un muestreo secundario, manteniendo el mismo valor de pozo completo y ganancia del sistema. Preferimos los modos 2CMS a los modos básicos en astrofotografía. Por cierto, los valores de ganancia recomendados son los mismos que los de sus modos básicos.

Actualmente, las series QHY600 y QHY461 son compatibles Modo Fullwell Extendido-2CMS (Modo#3), y la serie QHY268 es compatible con el modo DSO Fotográfico-2CMS (Modo#4) y el modo de Alta Ganancia-2CMS (Modo#5). El Modo #4 y el Modo #5 requieren la versión Allinone 20230412 o superior.

Especificaciones