268M Pro I

QHY268M Pro I é uma câmara CMOS científica especialmente concebida para utilização científica com qualidades e funções avançadas. No seu interior encontra-se um sensor CMOS SONY IMX571 de formato APS-C. 26 megapíxeis, iluminação traseira, ADC nativo de 16 bits. A eficiência quântica atinge até 91% e o ruído de leitura é tão baixo quanto 1.1e. Mesmo com um tamanho de píxel de 3.76 µm, tem uma grande capacidade de poço até 75 ke.

Tem um ruído térmico extremamente baixo de 0.0005e/pixel/segundo a -20°C, desempenho sem brilho de amplificador, uma taxa de fotogramas máxima de 6.8FPS a resolução total de 16bits. QHYCCD IMX571. SONY IMX571/16bits/26Mpíxeis/BSI/formato APS-C. O QHY268PRO tem interface USB3.0 e interface de fibra ótica 2*10Gbps. Possui um buffer de memória DDR3 de 2GB. A porta GPIO de 6 pinos suporta sinais complexos Trig-In e Trig-Out. Pode ser ligado à QHY GPS-BOX para obter uma marcação temporal GPS de alta precisão no cabeçalho da imagem.

Atualmente, temos apenas o modelo padrão monocromático QHY268M Pro I.Se precisar da versão a cores (QHY268C Pro), contacte a QHYCCD para personalização.

O QHY268M Pro I possui um sensor CMOS SONY IMX571 de formato APS-C. 26 megapíxeis, retroiluminado, ADC nativo de 16 bits. A eficiência quântica (QE) atinge até 91% e o ruído de leitura é tão baixo quanto 1.1e. Mesmo com um tamanho de pixel de 3.76 µm, possui um poço de carga grande de até 75 ke. Apresenta ruído térmico extremamente baixo de 0.0005 e/pixel/seg a -20 °C, desempenho sem brilho de amplificador (ZERO amplifier-glow) e uma taxa de fotogramas máxima de 6.8 fps a 16 bits de resolução total.

*O kit de placa PCIE NÃO está incluído no produto QHY268 Pro.

Descrição:

A/D nativo de 16 bits: O novo sensor Sony possui um conversor A/D nativo de 16 bits no chip. A saída é de 16 bits reais com 65536 níveis. Em comparação com conversores A/D de 12 bits e 14 bits, um conversor A/D de 16 bits oferece uma resolução de amostragem mais elevada e o ganho do sistema será inferior a 1 e-/ADU, sem ruído de erro de amostragem e com ruído de leitura muito baixo.

BSI: Uma vantagem da estrutura CMOS retroiluminada é a melhoria da capacidade total do poço. Isto é particularmente útil para sensores com pixels pequenos. Num sensor típico com iluminação frontal, os fotões provenientes do alvo que entram na camada fotossensível do sensor devem primeiro passar pela cablagem metálica incorporada logo acima da camada fotossensível. A estrutura da cablagem reflete alguns dos fotões e reduz a eficiência do sensor. No sensor retroiluminado, a luz pode entrar na superfície fotossensível pelo lado inverso. Neste caso, a estrutura de cablagem incorporada do sensor fica abaixo da camada fotossensível. Como resultado, mais fotões incidentes atingem a camada fotossensível e mais eletrões são gerados e capturados no poço do pixel. Esta relação entre a produção de fotões e eletrões é chamada de eficiência quântica. Quanto maior for a eficiência quântica, mais eficiente é o sensor na conversão de fotões em eletrões e, portanto, mais sensível é o sensor para capturar uma imagem de algo ténue.

Zero Amplify Glow: Esta é também uma câmara glow com amplificador zero.

Dados brutos reais: Na implementação DSLR, existe uma saída de imagem RAW, mas normalmente não é completamente RAW. Alguns vestígios de redução de ruído e remoção de pixels quentes ainda são visíveis numa inspeção mais atenta. Isto pode ter um efeito negativo na imagem para astronomia, como o efeito "comedor de estrelas". No entanto, as câmaras QHY oferecem uma SAÍDA DE IMAGEM RAW VERDADEIRA e produzem uma imagem composta apenas pelo sinal original, mantendo assim a máxima flexibilidade para programas de processamento de imagem astronómica pós-aquisição e outras aplicações de imagem científica.

Tecnologia anti-condensação: Com base em quase 20 anos de experiência em design de câmaras arrefecidas, a câmara arrefecida QHY implementou soluções completas de controlo de condensação. A janela ótica possui um aquecedor anti-condensação integrado e a câmara está protegida contra a condensação interna de humidade. Uma placa de aquecimento elétrica para a janela da câmara pode prevenir a formação de condensação e o próprio sensor é mantido seco com o nosso design de tubo de gel de sílica para controlo da humidade dentro da câmara do sensor.

Arrefecimento: Além do arrefecimento TEC de duplo estágio, a QHYCCD implementa tecnologia proprietária no hardware para controlar o ruído de corrente escura.

Introdução geral às câmaras científicas de nível profissional

Em comparação com produtos astrofotográficos, a versão "Pro" de grau científico tem mais interfaces, mais funções e maior qualidade para satisfazer necessidades complexas, incluindo, mas não se limitando a: levantamento do céu, fotometria astronómica, inspeção e calibração de ecrãs LCD/OLED de alta resolução, câmara all-sky, medição científica, sequenciador de ADN, espectrómetro.

Uma câmara científica de grau Pro tem as seguintes interfaces ou funções.

USB3.0

USB3.0 é uma interface muito popular e muito fácil de utilizar. USB3.0 não suporta uma distância de transferência superior a 3 metros. Se pretender obter uma longa distância através de USB3.0, a QHYCCD fornece o cabo de extensão USB3.0 opcional de 5 metros e 10 metros com amplificador incorporado.

Interface de fibra ótica de 2*10 Gbps

A tomada de fibra ótica incorporada de 2*10 Gbps pode funcionar com a placa de captura de dados QHYCCD PCIE2.0x8. A interface de fibra ótica destina-se aos requisitos dos observatórios profissionais. Oferece as seguintes vantagens em relação à interface USB3.0. Então, qual é o benefício da interface de fibra ótica?

• Taxa de dados mais elevada. Uma fibra Gigabit 10 pode transferir um máximo de 10 Gbps de dados. A taxa de dados real pode atingir cerca de 800 MB/s. Enquanto o USB3.0 é de 5 Gbps e a taxa de dados real é de cerca de 350 MB/s. Usando as duas fibras Gigabit 10, pode obter uma velocidade de cerca de 1.6 GB/s. O sensor IMX455 tem o modo de alta velocidade, como o modo de resolução total de 10 fps a 14 bits e o modo de vídeo 30 fps a 8K. A taxa de dados destes modos é muito superior à do USB3.0.
• Distância de transmissão muito longa.  A fibra é centenas de vezes mais longa do que o USB3.0. O USB3.0 só pode transferir de 3 metro a 5 metros. Para distâncias mais longas, necessita de um cabo de extensão, mas só consegue atingir de 10 metros a 15 metros. Enquanto a fibra pode transferir diretamente 300 metros com o módulo ótico predefinido; com o módulo ótico de longa distância, pode transferir até 40 km.
• Sólido e estável, sem ser afetado por interferências eletromagnéticas (EMI). Um dos principais fatores que fazem a câmara bloquear é o problema de EMI. A transferência USB3.0 pode ser afetada por EMI no troço de transferência, como a eletricidade estática e outros dispositivos de alta potência emitidos. A EMI causará erros de CRC nos pacotes de dados transferidos e provocará perda de imagem. Um cabo USB longo é mais suscetível a este problema. A luz não pode ser afetada por EMI. Portanto, com a transferência por fibra, tudo ficará muito estável.

GPIO

Existe uma tomada GPIO de 6 pinos na parte traseira da câmara. Pode ser configurada em diferentes modos ou personalizada conforme os pedidos do utilizador para atender a temporizações mais complexas, reprogramando o FPGA.

Arrefecimento líquido (personalização)

Em comparação com o arrefecimento a ar, o arrefecimento líquido tem as seguintes vantagens importantes. Se estiver interessado, por favor Contacte a QHYCCD com antecedência para personalização.

Sem vibração.  O arrefecimento a ar requer a utilização de uma ventoinha no interior da câmara que pode induzir pequenas vibrações.  Mesmo a ventoinha da mais alta qualidade não consegue evitar algum efeito na FWHM (largura total a meia altura) das imagens estelares em certos telescópios.  Os sistemas óticos de longa distância focal são mais sensíveis a este efeito.  No entanto, o arrefecimento a água consegue a redução da temperatura através do fluxo lento de água.  Não existe qualquer componente mecânico móvel que cause vibração da câmara, eliminando qualquer efeito negativo na imagem.

  Sem turbulência de ar quente.  Para sistemas ópticos como RASA e Hyperstar, onde a câmara é colocada na posição secundária, não é gerada turbulência de ar. Quando uma câmara refrigerada a ar é instalada à frente da ótica, o ar quente gerado pelo sistema de refrigeração a ar passa através do percurso ótico e pode gerar efeitos de seeing. A refrigeração a água não produz descarga de ar quente.  O calor é transportado pelo líquido, portanto não existe tal efeito.

Maior delta de refrigeração. Com refrigeração a água, a temperatura máxima de refrigeração é cerca de 10 graus Celsius mais baixa do que a temperatura máxima alcançada apenas com ar (cerca de 45 graus abaixo da temperatura ambiente).

Funções avançadas

Múltiplos modos de leitura

Os modos de leitura múltipla são especiais para as câmaras QHY de 16 bits (QHY600/268/461/411).  Diferentes modos de leitura têm temporizações de driver distintas, etc., e resultam em desempenhos diferentes. Consulte os detalhes na secção "Modos de leitura múltipla e curvas".

Função de supressão de ruído térmico aleatório

Em algumas câmaras CMOS com iluminação traseira, pode encontrar certos tipos de ruído térmico que variam com o tempo. Este ruído térmico tem a característica da posição fixa típica do ruído térmico, mas o valor não está relacionado com o tempo de exposição. Em vez disso, cada fotograma parece ter as suas próprias características. As QHY600/268/461/411 utilizam uma tecnologia inovadora de supressão que pode reduzir significativamente o nível aparente desse ruído.

Proteção UVLO

O UVLO (Under Voltage Locking) serve para proteger o dispositivo eletrónico contra danos causados por tensões anormalmente baixas.

A nossa experiência diária diz-nos que a tensão operacional real de um dispositivo elétrico não deve exceder significativamente a tensão nominal, caso contrário será danificado. Para equipamentos de precisão como câmaras, trabalhar durante longos períodos com uma tensão de entrada demasiado baixa também pode ser prejudicial para a vida útil da câmara e pode até fazer com que alguns dispositivos, como o gestor de energia, queimem devido a sobrecarga prolongada. No driver e SDK integrados após a versão estável 2021.10.23, a câmara emitirá um aviso quando a tensão de entrada da câmara estiver abaixo de 11V.

Otimização do tráfego USB para minimizar bandas horizontais

É comum um sensor CMOS apresentar algumas bandas horizontais. Normalmente, as bandas horizontais aleatórias podem ser removidas com a sobreposição de vários fotogramas, para que não afetem a imagem final. No entanto, as bandas horizontais periódicas não são removidas com a sobreposição, pelo que podem aparecer na imagem final. Ao ajustar o tráfego USB no modo de fotograma único ou no modo de fotograma em direto, pode ajustar a frequência do controlador do sensor CMOS e otimizar as bandas horizontais que aparecem na imagem. Esta otimização é muito eficaz para remover as bandas periódicas em algumas condições.

Um ruído horizontal periódico típico sob determinados valores de USB_TRAFFIC.

Após ajustar o tráfego USB para evitar o ruído horizontal periódico.

Reinicie a câmara desligando-a e ligando-a novamente

A câmara foi concebida para utilizar +12V para reiniciar sem desligar e voltar a ligar a interface USB. Isto significa que pode reiniciar a câmara simplesmente desligando o +12V e voltando a ligá-lo. Esta funcionalidade é muito útil para controlar remotamente a câmara num observatório. Pode utilizar uma fonte de alimentação controlada remotamente para reiniciar a câmara. Não é necessário considerar como voltar a ligar o USB em caso de controlo remoto.

Múltiplos modos de leitura e curvas

Curva de resposta espetral do Monochrom. A curva baseia-se na ficha técnica da SONY. Na ficha técnica, é a curva normalizada. A QHYCCD testou-a comparando com um sensor CCD de eficiência quântica (QE) conhecido. E obteve-se esta curva. Esta curva é apenas uma referência. A QHYCCD não garante que esta curva esteja correta.

Versão a cores (curva de resposta normalizada da ficha técnica da SONY).

Os modos de leitura múltipla são especiais para as câmaras QHY 16-bit (QHY600/268/461/411).  Diferentes modos de leitura resultam em desempenhos diferentes. Estes modos de leitura são atualmente suportados no controlador de câmara ASCOM QHYCCD, SharpCap e N.I.N.A.

Modo de leitura #0 (modo fotográfico DSO). Este modo é adequado para a maioria das situações de imagem DSO. Como há uma queda no ruído entre o Ganho 25 e o Ganho 26 (ganho unitário), recomendamo-lo como definição de ganho predefinida; no entanto, o ganho 0 também é suficientemente bom para um sensor de 16 bits.

Modo de leitura #1 (modo de ganho elevado). Este modo é algo semelhante ao ISO duplo nativo de algumas câmaras digitais novas, cuja gama dinâmica pode aumentar consideravelmente em valores ISO muito elevados, como iso800, iso3200, etc. O modo de ganho elevado proporciona esta melhoria para câmaras QHYCCD de 16 bits. Recomendamos que escolha este modo quando tiver de capturar com ganho elevado, por exemplo, um objeto muito escuro. Note que o ponto de comutação HGC/LGC de QHY600/268/461 é 56. Isso significa que deve definir o Ganho 56 para tirar o melhor proveito.

Modo de leitura#2 (Modo de poço completo alargado). Com um tamanho de pixel de 3.76 µm, estes sensores já possuem uma impressionante capacidade de poço completo de 51 ke. No entanto, a QHYCCD implementou uma abordagem única para alcançar uma capacidade de poço completo superior a 51 ke, através de configurações inovadoras do modo de leitura controláveis pelo utilizador. No modo de poço completo alargado, o QHY600 pode atingir um valor de carga de poço completo extremamente grande de quase 80 ke, e o QHY268 pode atingir quase 75 ke. Uma maior capacidade de poço completo proporciona uma maior gama dinâmica e grandes variações de brilho têm menor probabilidade de saturar. 

Modo-2CMS

Com base nos três modos básicos acima, o modo 2CMS pode reduzir significativamente o ruído de leitura através de amostragem secundária, mantendo o mesmo valor de full well e o ganho do sistema. Preferimos os modos 2CMS aos modos básicos em astrofotografia. A propósito, os valores de ganho recomendados são os mesmos dos seus modos básicos.

Atualmente, as séries QHY600 e QHY461 suportam Modo Fullwell Estendido-2CMS (Modo#3) e a série QHY268 suportam o Modo DSO Fotográfico-2CMS (Modo#4) e o Modo de Alto Ganho-2CMS (Modo#5). O modo #4 e o modo #5 requerem a versão Allinone 20230412 ou superior.

Especificações