QHY600 M/C PH/SBFL/L

Visão geral

Com a vantagem de baixo ruído de leitura e alta velocidade de leitura, a tecnologia CMOS revolucionou a imagem astronómica. Uma câmara de imagem astronómica monocromática, retroiluminada e de alta sensibilidade é a escolha ideal para astrofotógrafos. A QHY600 utiliza o mais recente sensor retroiluminado da Sony, o IMX455, um sensor full frame (formato 35 mm) com píxeis de 3.76 µm e conversão A/D nativa de 16 bits.  Este sensor está disponível em versões monocromática e a cores.  A QHY600 acaba com os dias das câmaras CMOS não 16 bits e acaba com os dias das câmaras CMOS monocromáticas não full frame (e maiores).

A QHY600 tem uma corrente de escuro extremamente baixa (0.002e/p/s@-20C) utilizando a tecnologia Exmor BSI CMOS da SONY. A QHY600 é também uma câmara sem brilho de amplificador. A QHY600 tem apenas um eletrão de ruído de leitura em ganho elevado e resolução total, e uma velocidade de leitura de 4FPS. Um eletrão de ruído de leitura significa que a câmara pode atingir um SNR>3 com apenas 4 a 6 fotões. Isto é perfeito em condições limitadas por fotões, como exposições curtas, imagiologia de banda estreita, etc., tornando este sensor de grande área ideal para levantamentos do céu, astronomia de domínio temporal, imagiologia de fluorescência, sequenciação de ADN e microscopia.

Modelos

A série QHY600 tem vários modelos que abrangem tanto uso fotográfico como científico. Abaixo estão listados os diferentes tipos da série QHY600 PH (fotográfica):

QHY600PH : Versão padrão para astrofotógrafos amadores;

QHY600PH-SBFL (Versão de distância focal traseira curta) Especialmente concebido para utilizadores de lentes DSLR ou para quem tem requisitos especiais de distância focal traseira curta. Esta versão tem uma parte frontal especial com apenas 14 mm de distância focal traseira (a distância focal traseira consumida é de 12.5 mm ao ligar o QHYCFW. Para a definição de "distância focal traseira consumida" e o nosso sistema de adaptadores, consulte: https://www.qhyccd.com/astronomical-camera-adapter-bfl-solution/). QHY600SBFL pode facilmente adaptar-se a lentes Canon/Nikon mesmo com roda de filtros. Na lateral deste adaptador existe um orifício de 4 mm para ligar uma bomba de ar através de um tubo de plástico em caso de embaciamento do vidro quando necessário.

QHY600L : uma versão mais leve, mais curta e mais barata. Em comparação com o QHY600PH, o QHY600PH-Lite tem as seguintes características em relação aos modelos anteriores: QHY600L só tem versão monocromática;  O comprimento do corpo torna-se mais curto, cerca de 112mm, e o seu preço é mais baixo em comparação com o QHY600PH; O buffer DDR3 incorporado (armazenamento de memória) é ajustado para 1GB em comparação com os 2GB do QHY600PH/Pro. As outras especificações do QHY600L permanecem as mesmas do QHY600PH, exceto o comprimento e o peso do corpo.

Características

2 GB de buffer de imagem DDR3

Para garantir uma transferência de dados suave e ininterrupta de todo o sensor 60MP a alta velocidade, o QHY600 possui um buffer de imagem de 2GB DDR3. A contagem de píxeis da mais recente geração de sensores CMOS é muito elevada, resultando em maiores requisitos de memória para armazenamento temporário e permanente. Por exemplo, o sensor QHY600 produz cerca de 120MB de dados por fotograma. A largura de banda de dados também foi aumentada dos 16 bits originais para os atuais 32 bits. Transferir ficheiros de tamanho tão grande exige necessariamente que a câmara tenha memória suficiente. O QHY600 adotou uma memória de grande capacidade de até 2GB. O débito de dados é duplicado. Este grande buffer de imagem satisfaz as necessidades de aquisição e transmissão de imagem de alta velocidade da nova geração de CMOS, tornando a captura de múltiplos fotogramas mais suave e com menos interrupções, reduzindo ainda mais a pressão sobre a CPU do computador.

Outra vantagem é que, ao usar alguns computadores que não possuem processadores rápidos ou têm suporte fraco para USB 3.0, o computador não consegue transferir dados de alta velocidade corretamente e os dados são frequentemente perdidos. O DDR pode armazenar em buffer muitos dados de imagem e enviá-los para o computador. Mesmo que a transmissão USB 3.0 seja suspensa com frequência, garante que os dados não sejam perdidos. Existem opções no SharpCap para ativar ou desativar o buffer DDR. A versão atual do driver ASCOM funciona no modo DDR.

Conversão A/D nativa de 16 bits: O novo sensor Sony tem conversão A/D nativa 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 TRUE RAW: 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 antienevamento: 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.

Funções avançadas disponíveis

Vários 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 as bandas horizontais

É comum que um sensor CMOS apresente algumas bandas horizontais. Normalmente, as bandas horizontais aleatórias podem ser removidas com a sobreposição de vários fotogramas, não afetando a imagem final. No entanto, as bandas horizontais periódicas não são removidas com a sobreposição, podendo aparecer na imagem final. Ao ajustar o tráfego USB no modo de fotograma único ou no modo de fotograma ao vivo, pode ajustar a frequência do driver 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

Modo de leitura #0 (Modo fotográfico).

Modo de leitura #1 (Modo de alto ganho).

Modo de leitura #2 (Modo de poço supercheio).

Modo de leitura #3 (Poço cheio estendido 2CMSIT, curva amarela).

A curva mostra o QE absoluto

Os modos de leitura múltipla são especiais para câmaras QHY de 16 bits (QHY600/268/461/411).  Diferentes modos de leitura têm diferentes temporizações de driver, etc., e resultam em desempenho diferente. Estes modos de leitura são atualmente suportados no driver de câmara QHYCCD ASCOM, SharpCap e N.I.N.A.

Modo de leitura n.º 0 (modo DSO fotográfico). Este modo é adequado para a maioria das situações de imagem DSO. Neste modo, não precisa de se preocupar com o ganho unitário, porque o ganho 0 é suficientemente bom para um sensor de 16 bits; no entanto, há uma queda no ruído entre o ganho 25 e o ganho 26.

Modo de leitura #1 (Modo de alto ganho). Este modo é algo semelhante ao ISO nativo duplo de algumas câmaras digitais novas, cuja gama dinâmica pode aumentar bastante em valores ISO muito altos, como ISO800, ISO3200, etc. O modo de alto ganho proporciona esta melhoria para as câmaras QHYCCD de 16 bits. Recomendamos que escolha este modo quando tiver de captar com ganho elevado, por exemplo, um objeto muito escuro. Observe que o ponto de comutação de HGC/LGC das QHY600/268/461 é 56. Isso significa que deve definir o valor de ganho igual ou ligeiramente superior a 56 neste modo para tirar o máximo partido dele.

Modo de leitura #2 (Modo de poço completo estendido). 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 de 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 na magnitude do brilho têm menos probabilidade de saturar. 

Modo de leitura n.º 3 (Modo de poço completo alargado – 2CMS)). Enquanto Modo Fullwell alargado O modo Fullwell alargado tem um fullwell grande, mas também traz mais ruído. Não se preocupe: o modo 2CMS pode reduzir o ruído de leitura em cerca de 1.3 vezes, mantendo o mesmo valor de fullwell e ganho de sistema que o modo #2 (modo Fullwell alargado), através de amostragem secundária. Recomendamos este modo 2CMS mais do que o modo #2 quando precisar de um fullwell maior. A propósito, é melhor usar o ganho 25 ou 26 em vez do ganho 0 no modo #3.

Especificações