QHY600 M/C PH/SBFL/L

Overzicht

Dankzij het voordeel van lage uitleesruis en hoge uitleessnelheid heeft CMOS-technologie een revolutie teweeggebracht in astronomische beeldvorming. Een monochrome, achtergrondverlichte, hogegevoeligheid astronomische camera is de ideale keuze voor astro-fotografen. De QHY600 maakt gebruik van de nieuwste Sony achtergrondverlichte sensor, de IMX455, een full-frame sensor (35mm-formaat) met 3.76 µm pixels en native 16-bit A/D-conversie.  Deze sensor is beschikbaar in zowel monochrome als kleurenversies.  De QHY600 maakt een einde aan de dagen van niet-16-bit CMOS-camera's en maakt een einde aan de dagen van niet-full-frame (en grotere) monochrome CMOS-camera's.

De QHY600 heeft een extreem lage donkerstroom (0.002e/p/s@-20C) dankzij SONY's Exmor BSI CMOS-technologie. QHY600 is ook een camera zonder versterkergloed. De QHY600 heeft slechts één elektron ruis bij hoge versterking en volledige resolutie, en een uitleessnelheid van 4FPS. Eén elektron ruis betekent dat de camera een SNR>3 kan bereiken met slechts 4 tot 6 fotonen. Dit is perfect onder foton-gelimiteerde omstandigheden, zoals korte belichtingen, smalbandige beeldvorming, enz., waardoor deze grote sensor ideaal is voor hemelonderzoeken, tijddomeinastronomie, fluorescentiebeeldvorming, DNA-sequencing en microscopie.

Modellen

De QHY600 serie heeft meerdere modellen die zowel fotografisch als wetenschappelijk gebruik dekken. Hieronder staan de verschillende typen van de QHY600 PH (fotografische) serie:

QHY600PH : Standaardversie voor amateur-astrofotografen;

QHY600PH-SBFL (Versie met korte back-focale lengte) Speciaal ontworpen voor gebruikers van DSLR-objectieven of voor wie een korte back focal length nodig heeft. Deze versie heeft een speciaal voorste gedeelte met slechts 14 mm back focal length (de verbruikte back focal length is 12.5 mm bij aansluiting van QHYCFW. Voor de definitie van 'verbruikte back focal length' en ons adaptersysteem, zie: https://www.qhyccd.com/astronomical-camera-adapter-bfl-solution/). QHY600SBFL kan eenvoudig worden gekoppeld aan Canon/Nikon-objectieven, zelfs met een filterwiel. Aan de zijkant van deze adapter zit een gat van 4 mm om indien nodig een luchtpomp aan te sluiten via een plastic slang om beslaan van het glas te voorkomen.

QHY600L : een lichtere, kortere en goedkopere versie. Vergeleken met QHY600PH heeft QHY600PH-Lite de volgende kenmerken ten opzichte van eerdere modellen: QHY600L is alleen verkrijgbaar in de mono-versie;  De behuizing is korter, ongeveer 112mm, en de prijs is lager in vergelijking met QHY600PH; De ingebouwde DDR3-buffer (geheugenopslag) is aangepast naar 1GB vergeleken met 2GB van QHY600PH/Pro. De overige specificaties van QHY600L blijven hetzelfde als QHY600PH, behalve de lengte en het gewicht van de behuizing.

Kenmerken

2 GB DDR3-beeldbuffer

Om een soepele, ononderbroken gegevensoverdracht van de volledige 60MP-sensor op hoge snelheid te garanderen, beschikt de QHY600 over een 2GB DDR3-beeldbuffer. Het aantal pixels van de nieuwste generatie CMOS-sensoren is zeer hoog, wat leidt tot grotere geheugenvereisten voor tijdelijke en permanente opslag. De QHY600-sensor produceert bijvoorbeeld ongeveer 120MB aan gegevens per frame. De gegevensbandbreedte is ook verhoogd van de oorspronkelijke 16 bits naar de huidige 32 bits. Het overbrengen van dergelijke grote bestandsgroottes vereist noodzakelijkerwijs dat de camera voldoende geheugen heeft. De QHY600 heeft een geheugen met grote capaciteit tot 2GB. De gegevensdoorvoer is verdubbeld. Deze grote beeldbuffer voldoet aan de behoeften van snelle beeldacquisitie en -overdracht van de nieuwe generatie CMOS, waardoor het maken van meerdere frames vloeiender en minder haperend verloopt, waardoor de druk op de computer-CPU verder wordt verminderd.

Een ander voordeel is dat bij sommige computers met langzame processors of slechte ondersteuning voor USB 3.0, de computer geen hoge-snelheidsgegevens goed kan overdragen en gegevens vaak verloren gaan. De DDR kan een grote hoeveelheid beeldgegevens bufferen en naar de computer sturen. Zelfs als de USB 3.0-overdracht regelmatig wordt onderbroken, zorgt hij ervoor dat er geen gegevens verloren gaan. In SharpCap zijn er opties om DDR-buffering in of uit te schakelen. De huidige versie van de ASCOM-stuurprogramma werkt in DDR-modus.

Native 16-bit A/D: De nieuwe Sony-sensor heeft 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.

TRUE RAW-gegevens: 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-condens-technologie: 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.

Geavanceerde functies beschikbaar

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 willekeurige thermische ruis

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-beveiliging

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 banden te minimaliseren

Het is normaal dat een CMOS-sensor enige horizontale banden 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, dus kunnen ze 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-sensordriver aanpassen en de horizontale banden die op 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

Uitleesmodus #0 (Fotografische modus).

Uitleesmodus #1 (Hoge versterkingsmodus).

Uitleesmodus #2 (Super volle putmodus).

Uitleesmodus #3 (Uitgebreide volle put 2CMSIT, gele curve).

De curve toont de absolute QE

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

Uitleesmodus #0 (fotografische DSO-modus). Deze modus is geschikt voor de meeste DSO-beeldvormingssituaties. In deze modus hoef je je geen zorgen te maken over unity gain, omdat gain 0 goed genoeg is voor een 16-bitsensor; er is echter een daling in de ruis tussen gain 25 en gain 26.

Uitleesmodus #1 (High Gain-modus). Deze modus lijkt op de dubbele native ISO van sommige nieuwe digitale camera's, waarvan het dynamisch bereik enorm kan toenemen bij zeer hoge ISO-waarden, zoals ISO800, ISO3200, enz. De High Gain-modus biedt deze verbetering voor QHYCCD 16-bits camera's. We raden aan deze modus te kiezen wanneer je moet fotograferen met hoge versterking, bijvoorbeeld bij een zeer donker object. Let op: het omschakelpunt van HGC/LGC van QHY600/268/461 is 56. Dat betekent dat je de versterkingswaarde gelijk aan of iets groter dan 56 moet instellen in deze modus om er het beste uit te halen.

Uitleesmodus #2 (Extended Fullwell-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 te bereiken die hoger is dan 51 ke- via innovatieve, door de gebruiker instelbare uitleesmodusinstellingen. In de uitgebreide full-well-modus kan de QHY600 een extreem grote full-well-laadwaarde 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. 

Uitleesmodus #3 (Uitgebreide full-well-modus – 2CMS)). Terwijl Uitgebreide Fullwell-modus De uitgebreide Fullwell-modus heeft een grote fullwell, maar brengt ook meer ruis met zich mee. Geen zorgen: de 2CMS-modus kan de uitleesruis met ongeveer 1.3 keer verminderen, terwijl dezelfde fullwell-waarde en systeemversterking behouden blijven als bij de #2-modus (uitgebreide Fullwell-modus), door middel van secundaire bemonstering. We raden deze 2CMS-modus meer aan dan modus #2 wanneer je een grotere fullwell nodig hebt. Trouwens, het is beter om versterking 25 of 26 te gebruiken in plaats van versterking 0 onder modus #3.

Specificaties