268M Pro I

QHY268M Pro I is een wetenschappelijke CMOS-camera die speciaal is ontworpen voor wetenschappelijk gebruik met geavanceerde kwaliteiten en functies. Binnenin bevindt zich een SONY IMX571 APS-C-formaat CMOS-sensor. 26 megapixels, achterbelicht, native 16-bits ADC. De kwantumefficiëntie bedraagt tot 91% en de uitleesruis is zo laag als 1.1e. Zelfs met een pixelgrootte van 3.76 µm heeft het een grote full-well-capaciteit tot 75 ke.

Het heeft extreem lage thermische ruis van 0.0005e/pixel/sec bij -20°C, geen versterkergloed, een maximale framesnelheid van 6.8FPS bij 16bit volledige resolutie. QHYCCD IMX571. SONY IMX571/16bit/26Mp/BSI/APS-C-formaat. De QHY268PRO heeft zowel USB3.0 als een 2*10Gbps glasvezelinterface. Het heeft een 2GB grote DDR3-geheugenbuffer. De 6-pins GPIO-poort ondersteunt complexe Trig-In- en Trig-Out-signalen. Het kan worden aangesloten op de QHY GPS-BOX om een zeer nauwkeurige GPS-tijdstempel op de beeldkop te krijgen.

Momenteel hebben we alleen het monochrome QHY268M Pro I als standaardmodel.Als u een kleurenversie (QHY268C Pro) nodig hebt, neem dan contact op met QHYCCD voor maatwerk.

De QHY268M Pro I is voorzien van een SONY IMX571 APS-C-formaat CMOS-sensor. 26 megapixels, achterbelicht, native 16-bits ADC. De kwantumefficiëntie (QE) bedraagt tot 91% en de uitleesruis is slechts 1.1e. Zelfs met een pixelgrootte van 3.76 µm heeft hij een grote full-well-capaciteit van maar liefst 75 ke. Hij heeft extreem lage thermische ruis van 0.0005 e/pixel/sec bij -20 °C, geen versterkergloed en een maximale framerate van 6.8 fps bij 16 bits volledige resolutie.

*PCIE-kaartset zit NIET bij het QHY268 Pro-product.

Beschrijving:

Native 16-bit A/D: De nieuwe Sony-sensor heeft een native 16-bit A/D op de chip. De uitvoer is echte 16 bits met 65536 niveaus. Vergeleken met 12-bit en 14-bit A/D, levert een 16-bit A/D een hogere sample-resolutie op en zal de systeemversterking minder dan 1 e-/ADU zijn, zonder samplefoutruis en met zeer lage leesruis.

BSI: Een voordeel van de achterbelichte CMOS-structuur is de verbeterde full well-capaciteit. Dit is vooral nuttig voor sensoren met kleine pixels. In een typische voorbelichte sensor moeten fotonen van het doelwit die de fotogevoelige laag van de sensor binnendringen, eerst door de metalen bedrading gaan die net boven de fotogevoelige laag is ingebed. De bedradingsstructuur reflecteert een deel van de fotonen en vermindert de efficiëntie van de sensor. In de achterbelichte sensor kan het licht de fotogevoelige laag van de achterkant binnendringen. In dit geval bevindt de ingebedde bedradingsstructuur van de sensor zich onder de fotogevoelige laag. Als gevolg hiervan treffen meer binnenkomende fotonen de fotogevoelige laag en worden er meer elektronen gegenereerd en opgevangen in de pixelput. Deze verhouding van foton- tot elektronproductie wordt kwantumefficiëntie genoemd. Hoe hoger de kwantumefficiëntie, hoe efficiënter de sensor is in het omzetten van fotonen naar elektronen en dus hoe gevoeliger de sensor is voor het vastleggen van een beeld van iets zwaks.

Zero Amplify Glow: Dit is ook een zero-amplifier glow-camera.

Echte ruwe data: Bij DSLR-implementatie is er een RAW-beelduitvoer, maar deze is doorgaans niet volledig RAW. Bij nadere inspectie is nog steeds enig bewijs van ruisonderdrukking en verwijdering van hot pixels zichtbaar. Dit kan een negatief effect hebben op het beeld voor astronomie, zoals het 'star eater'-effect. QHY-camera's bieden echter TRUE RAW IMAGE OUTPUT en produceren een beeld dat alleen uit het originele signaal bestaat, waardoor maximale flexibiliteit behouden blijft voor nabewerkingsprogramma's voor astronomische beelden en andere wetenschappelijke beeldvormingstoepassingen.

Anti-condensatietechnologie: Op basis van bijna 20 jaar ervaring met het ontwerpen van gekoelde camera's, heeft de QHY gekoelde camera volledige oplossingen tegen condensvorming geïmplementeerd. Het optische venster heeft een ingebouwde verwarming en de kamer is beschermd tegen interne vochtcondensatie. Een elektrische verwarmingsplaat voor het kamerraam kan condensvorming voorkomen en de sensor zelf wordt droog gehouden door ons ontwerp met siliconengel-buishuls voor het regelen van de luchtvochtigheid in de sensorkamer.

Koeling: Naast dubbeltraps TE-koeling implementeert QHYCCD eigen technologie in hardware om de donkerstroomruis te regelen.

Algemene introductie van professionele wetenschappelijke camera's

Vergeleken met astrofotografieproducten heeft de wetenschappelijke 'Pro'-versie meer interfaces, meer functies en een hogere kwaliteit om te voldoen aan complexe behoeften, waaronder maar niet beperkt tot: hemelonderzoek, astronomische fotometrie, inspectie en kleurkalibratie van hoge-resolutie LCD/OLED-schermen, all-sky-camera, wetenschappelijke meting, DNA-sequencer, spectrometer.

Een wetenschappelijke camera van Pro-kwaliteit heeft de volgende interfaces of functies.

USB3.0

USB3.0 is een zeer populaire interface en zeer eenvoudig in gebruik. USB3.0 ondersteunt geen overdrachtsafstand van meer dan 3 meter. Als u een lange afstand via USB3.0 wilt overbruggen, biedt QHYCCD de optionele USB3.0-verlengkabel van 5 meter en 10 meter met ingebouwde versterker.

2*10Gbps glasvezelinterface

De ingebouwde glasvezelaansluiting van 2*10Gbps kan werken met de QHYCCD PCIE2.0x8 data-acquisitiekaart. De glasvezelinterface is bedoeld voor de eisen van professionele observatoria. Het biedt de volgende voordelen ten opzichte van de USB3.0-interface. Wat is dan het voordeel van de glasvezelinterface?

• Hogere datasnelheid. Eén 10 Gigabit-vezel kan maximaal 10 Gbps aan data overdragen. De werkelijke datasnelheid kan ongeveer 800 MB/s bedragen. Terwijl de USB3.0 5 Gbps is en de werkelijke datasnelheid ongeveer 350 MB/s bedraagt. Met de twee 10 Gigabit-vezels kan een snelheid van ongeveer 1.6 GB/s worden bereikt. De IMX455-sensor heeft de hogesnelheidsmodus, zoals de 10 fps 14-bits volledige resolutiemodus en de 30 fps 8K-videomodus. De datasnelheid van deze modi is veel hoger dan die van USB3.0.
• Zeer lange overdrachtsafstand.  De vezel is honderden keren langer dan USB3.0. USB3.0 kan slechts 3 meter tot 5 meter overbrengen. Voor langere afstanden is een verlengkabel nodig, maar dan wordt slechts 10 meter tot 15 meter bereikt. Terwijl de vezel met de standaard optische module direct 300 meter kan overbrengen; met de optische module voor lange afstanden kan tot 40 km worden overgebracht.
• Stevig en stabiel, niet beïnvloed door EMI (elektromagnetische interferentie). Een belangrijke factor die ervoor zorgt dat de camera vastloopt, is het EMI-probleem. De USB3.0-overdracht kan worden beïnvloed door EMI in het overdrachtstraject, zoals statische elektriciteit en andere apparaten met hoog vermogen die worden uitgezonden. EMI veroorzaakt CRC-fouten in de verzonden datapakketten en leidt tot beeldverlies. Een lange USB-kabel is gevoeliger voor dit probleem. Licht kan niet worden beïnvloed door EMI. Dus met vezeloverdracht blijft alles zeer stabiel.

GPIO

Aan de achterkant van de camera bevindt zich een GPIO-aansluiting met 6 pinnen. Deze kan in verschillende modi worden geconfigureerd of naar wens van de gebruiker worden aangepast om complexere timing mogelijk te maken door de FPGA opnieuw te programmeren.

Vloeistofkoeling (aanpassing)

Vergeleken met luchtkoeling biedt vloeistofkoeling de volgende belangrijke voordelen. Als u geïnteresseerd bent,  Neem van tevoren contact op met QHYCCD voor maatwerk.

Geen trillingen.  Luchtkoeling vereist het gebruik van een ventilator in de camera, die kleine trillingen kan veroorzaken.  Zelfs de beste ventilator kan enig effect op de FWHM (volle breedte op halve hoogte) van sterbeelden op bepaalde telescopen niet voorkomen.  Optische systemen met een lange brandpuntsafstand zijn gevoeliger voor dit effect.  Waterkoeling daarentegen verlaagt de temperatuur door een langzame waterstroom.  Er is geen bewegend mechanisch onderdeel dat trillingen van de camera veroorzaakt, waardoor elk negatief effect op het beeld wordt geëlimineerd.

  Geen hete luchtturbulentie.  Bij optische systemen zoals RASA en Hyperstar, waarbij de camera op de secundaire positie is geplaatst, wordt geen luchtturbulentie gegenereerd. Wanneer een luchtgekoelde camera voor de optiek wordt geïnstalleerd, passeert de hete lucht die door het luchtkoelsysteem wordt gegenereerd het optische pad en kan seeing-effecten veroorzaken. Waterkoeling produceert geen hete luchtuitstoot.  De warmte wordt door de vloeistof afgevoerd, dus dit effect is er niet.

Grotere koeldelta. Met waterkoeling is de maximale koeltemperatuur ongeveer 10 graden Celsius lager dan de maximale temperatuur die met alleen lucht wordt bereikt (ongeveer 45 graden onder de omgevingstemperatuur).

Geavanceerde functies

Meerdere uitleesmodi

Meerdere uitleesmodi zijn speciaal voor QHY 16-bit camera's (QHY600/268/461/411).  Verschillende uitleesmodi hebben een andere aansturingstiming, enz., en resulteren in verschillende prestaties. Zie details in het gedeelte "Meerdere uitleesmodi en curven".

Functie voor onderdrukking van thermische ruis bij willekeurige veranderingen

Bij sommige CMOS-camera's met achterbelichting kan bepaalde thermische ruis in de loop van de tijd veranderen. Deze thermische ruis heeft de eigenschap van de vaste positie van typische thermische ruis, maar de waarde is niet gerelateerd aan de belichtingstijd. In plaats daarvan lijkt elk frame zijn eigen kenmerken te hebben. De QHY600/268/461/411 gebruiken een innovatieve onderdrukkingstechnologie die het schijnbare niveau van dergelijke ruis aanzienlijk kan verminderen.

UVLO-bescherming

UVLO (Under Voltage Locking) beschermt het elektronische apparaat tegen schade veroorzaakt door abnormaal lage spanningen.

Onze dagelijkse ervaring leert ons dat de werkelijke bedrijfsspanning van een elektrisch apparaat niet aanzienlijk hoger mag zijn dan de nominale spanning, anders raakt het beschadigd. Voor precisieapparatuur zoals camera's kan langdurig werken met een te lage ingangsspanning ook schadelijk zijn voor de levensduur van de camera en kan het er zelfs voor zorgen dat sommige onderdelen, zoals de voedingsmanager, doorbranden door langdurige overbelasting. In de alles-in-één driver en SDK na de stabiele versie 2021.10.23 geeft de camera een waarschuwing wanneer de ingangsspanning van de camera lager is dan 11V.

Optimalisatie van USB-verkeer om horizontale banding te minimaliseren

Het is normaal dat een CMOS-sensor enige horizontale bandvorming vertoont. Normaal gesproken kunnen willekeurige horizontale banden worden verwijderd door meerdere frames te stapelen, zodat ze het uiteindelijke beeld niet beïnvloeden. Periodieke horizontale banden worden echter niet verwijderd door stapelen en kunnen dus in het uiteindelijke beeld verschijnen. Door het USB-verkeer aan te passen in de modus Enkel frame of Live frame, kunt u de frequentie van de CMOS-sensor driver aanpassen en de horizontale banden die in het beeld verschijnen optimaliseren. Deze optimalisatie is zeer effectief om periodieke banden onder bepaalde omstandigheden te verwijderen.

Een typische periodieke horizontale ruis bij bepaalde USB_TRAFFIC-waarden.

Na het aanpassen van de USB-traffic om de periodieke horizontale ruis te voorkomen.

Start de camera opnieuw op door hem uit en weer aan te zetten

De camera is ontworpen om +12V te gebruiken om de camera opnieuw op te starten zonder de USB-interface los te koppelen en opnieuw aan te sluiten. Dit betekent dat u de camera eenvoudig opnieuw kunt opstarten door +12V uit te schakelen en vervolgens weer in te schakelen. Deze functie is erg handig voor het op afstand bedienen van de camera in een observatorium. U kunt een op afstand bediende voeding gebruiken om de camera opnieuw op te starten. U hoeft niet na te denken over hoe u de USB opnieuw moet aansluiten bij bediening op afstand.

Meerdere uitleesmodi en curven

Spectrale responscurve van Monochrom. De curve is gebaseerd op het gegevensblad van SONY. In het gegevensblad is het de genormaliseerde curve. QHYCCD heeft deze getest door te vergelijken met een bekende QE-CCD-sensor. En zo is deze curve verkregen. Deze curve is slechts een referentie. QHYCCD garandeert niet dat deze curve correct is.

Kleurversie (genormaliseerde responscurve uit het SONY-gegevensblad).

Meerdere uitleesmodi zijn speciaal voor QHY 16-bit camera's (QHY600/268/461/411).  Verschillende uitleesmodi resulteren in verschillende prestaties. Deze uitleesmodi worden momenteel ondersteund in de QHYCCD ASCOM-camerastuurprogramma, SharpCap en N.I.N.A.

Uitleesmodus #0 (fotografische DSO-modus). Deze modus is geschikt voor de meeste DSO-beeldvormingssituaties. Omdat er een daling is in de ruis tussen Gain 25 en Gain 26 (unity gain), raden we dit aan als standaard gain-instelling; echter, gain 0 is ook goed genoeg voor een 16-bit sensor.

Uitleesmodus #1 (modus met hoge versterking). Deze modus lijkt enigszins op de dubbele native ISO van sommige nieuwe digitale camera's, waarvan het dynamisch bereik aanzienlijk kan toenemen bij zeer hoge ISO-waarden, zoals iso800, iso3200, enz. De hoge versterkingsmodus biedt deze verbetering voor QHYCCD 16-bits camera's. We raden aan deze modus te kiezen wanneer u met hoge versterking moet opnemen, bijvoorbeeld bij een zeer donker object. Let op: het omschakelpunt van HGC/LGC van QHY600/268/461 is 56. Dat betekent dat u Gain 56 moet instellen om er het beste uit te halen.

Uitleesmodus#2 (Uitgebreide full-well-modus). Met een pixelgrootte van 3.76 µm hebben deze sensoren al een indrukwekkende full-well-capaciteit van 51 ke. Toch heeft QHYCCD een unieke aanpak geïmplementeerd om een full-well-capaciteit van meer dan 51 ke te bereiken, via innovatieve, door de gebruiker instelbare uitleesmodi. In de uitgebreide full-well-modus kan de QHY600 een extreem grote full-well-ladingswaarde van bijna 80 ke bereiken en de QHY268 kan bijna 75 ke bereiken. Een grotere full-well-capaciteit biedt een groter dynamisch bereik en grote variaties in helderheid hebben minder kans op verzadiging. 

Modus-2CMS

Gebaseerd op de drie basismodi hierboven, kan de 2CMS-modus de uitleesruis aanzienlijk verminderen door secundaire bemonstering, terwijl dezelfde full well-waarde en systeemversterking behouden blijven. We geven de voorkeur aan 2CMS-modi boven basismodi in astrofotografie. Trouwens, de aanbevolen gain-waarden zijn hetzelfde als bij hun basismodi.

Momenteel ondersteunen de QHY600- en QHY461-series Uitgebreide Fullwell-modus-2CMS (Modus#3) en QHY268 serie ondersteunen fotografische DSO-modus-2CMS (Modus#4) en Hoge Versterkingsmodus-2CMS (Modus#5). Modus #4 en modus #5 vereisen Allinone-versie 20230412 of hoger.

Specificaties