QHY174GPS

「這項歷時六個月、動用三艘太空船、24台可攜式地面望遠鏡以及NASA的SOFIA機載天文台的任務，是天文學史上最具挑戰性的恆星掩星觀測，但我們做到了！」SwRI的新視野號首席研究員艾倫·斯特恩表示。

http://www.boulder.swri.edu/MU69_occ/july17.html

https://www.nasa.gov/feature/new-horizons-deploys-global-team-for-rare-look-at-next-flyby-target

https://www.nasa.gov/feature/nasa-s-new-horizons-team-strikes-gold-in-argentina

簡介

QHY174GPS 相機採用 1/1.2 吋 SONY IMX174 CMOS 感測器，具備全域快門、5.86µm 像素、138FPS@1920*1200、高量子效率 78% 及低讀取雜訊 3-5e-。適用於掩星、日蝕、流星以及其他需要在每個幀上精確記錄觀測時間和位置的科学成像。

QHY174GPS 配備獨特的內建 GPS 模組，可與 GPS 衛星接收到的原子鐘訊號同步。QHY174GPS 可在地球上任何位置以 1us 的精確度記錄曝光時間的開始與結束。QHY174GPS 獲 NASA 新視野號團隊選用，成功於 2017 年夏季捕捉 MU69 的掩星事件。QHY174M-GPS 配備雙級 TE 冷卻，可降至環境溫度以下 -45C，並具備完整的防潮控制，包括加熱光學窗口和感測器腔室的可拆卸乾燥劑插頭。QHY174 亦具備抗放大器輝光功能，可大幅減少 IMX174 感測器在長時間曝光中的放大器輝光。

QHY174M-GPS 以微秒精度記錄全域快門曝光的開始和結束時間。例如，兩台 QHY174 相機，各自位於世界上任何地方，可以擁有相同的時間基準，精確到微秒。為了保證曝光的開始和結束時間，QHY174 具有一個內建的 LED 脈衝校正電路，精確到 1 微秒。

全域快門

與大多數CMOS相機使用的滾動快門技術不同，全域快門保證整個影像區域的曝光時間均勻，且精確地同時開始和結束。此類快門非常適合高精度應用。對於高速移動物體和大氣擾動，全域快門能產生無失真影像，實現高畫質。

雙重工作模式

主模式：在主模式下，相機自由運行，內部的 10 MHz GPS 同步時鐘將測量並記錄快門的開啟和關閉時間。

從屬模式：在從屬模式下，您可以輸入目標開始時間和兩個影格之間的間隔。例如：您希望位於不同位置（可能相距數千公里）的三台攝影機在 2016.3.9.UTC 14:00:00.000000 開始曝光，然後以 0.100000 秒的間隔繼續曝光。輸入這些數值後，所有三台攝影機將等待直到這個時間，然後同時開始錄影，例如：

2016.3.9 UTC 14:00:00.000033

2016.3.9 UTC 14:00:00.100033

2016.3.9 UTC 14:00:00.200033

2016.3.9 UTC 14:00:00.300033

（0.00033是CMOS快門的全球延遲）。

時間戳記及其他GPS資訊會嵌入影像中。軟體即時解碼，並在左側顯示資訊。  由於資料已嵌入，只要您保留原始影像，就永遠不會遺失。

規格

曲線

參考檔案

點擊閱讀 QHY174M-GPS 線上技術文件

點擊閱讀 QHY174GPS 設計 PDF 檔案

使用者指南

開始前：安裝「All-In-One」套件

開始前：輸入電壓需求

相機需要介於 11 V 和 13.8 V 之間的輸入電壓。如果輸入電壓過低，相機將停止運作，或在 TEC 功率百分比過高時可能重新啟動，導致電源耗損。因此，請確保到達相機的輸入電壓足夠。12 V 是最佳選擇，但請注意，非常長的 12 V 線材或導體較細的線材可能具有足夠的電阻，導致電源供應器與相機之間產生電壓降。公式為：V(壓降) = I × R(線材)。建議不要使用非常長的 12 V 電源線。最好將 12 V AC 變壓器放置在靠近相機的位置。

首先連接 12V 電源供應器，然後透過 USB3.0 傳輸線將相機連接到您的電腦。請確保在連接相機到電腦之前，相機已插上電源，否則相機將無法被辨識。當您首次連接相機時，系統會偵測到新裝置並尋找驅動程式。您可以按一下「略過從 Windows Update 取得驅動程式軟體」來跳過線上搜尋步驟，電腦會自動在本機找到驅動程式並安裝。如果我們以 5IIISeries 驅動程式為例（如下所示），在驅動程式軟體成功安裝後，您將在裝置管理員中看到 QHY5IIISeries_IO。

請注意，輸入電壓不得低於 11.5V，否則裝置將無法正常運作。

安裝「All-In-One」系統套件

All-in-One 套件僅支援大多數 QHYCCD 型號，但不包括 PoleMaster 及數款已停產的 CCD 相機。

下載頁面：https://www.qhyccd.com/download/

影片教學：https://www.youtube.com/embed/mZDxIK0GZRc?start=1

• 由於 All-in-One 套件的大部分內容皆為支援第三方軟體的插件，您想使用的第三方擷取軟體必須在安裝全能套件之前安裝。否則程式將會回報錯誤。
• 全能套件包含：
  • 系統驅動程式，這是相機操作所必需的，且必須安裝。
  • WDM 廣播驅動程式，可提供即時訊號給 OBS 及其他直播軟體。如果您有開啟直播節目等需求，可以安裝此驅動程式。
  • EZCAP_QT，由 QHYCCD 開發，可用於 QHY 裝置測試及更新管理。因此，即使您不打算使用 EZCAP_QT 進行擷取，我們仍建議您安裝它。
  • Ascom 驅動程式，這是Ascom中使用的相機所必需的（Ascom的最新版本是6.6）。
  • Ascom CFW驅動程式的兩種 對應於控制濾鏡輪的兩種方法：USB控制和相機序列控制。如果您有濾鏡輪，建議安裝這兩種驅動程式。
  • CP210X_VCP 是一個序列驅動程式。部分電腦會附帶此驅動程式，但若電腦缺少此驅動程式，可能無法控制濾波輪。
  • 第三方軟體的SDK：只需根據您要使用的軟體選擇並安裝對應的SDK。別忘了檢查您使用的軟體是32位元還是64位元，並選擇正確的SDK。
  • SHARPCAP 也包含在套組中，您可以選擇安裝 32 位元或 64 位元版本。此功能已獲得 SHARPCAP 授權。
  • QT LIB 是一個外掛程式，用於確保 64 位元軟體能在部分相容性較差的電腦上正常執行。
• 穩定版與測試版之間的差異： Beta 版本是最新版本，優先支援最新產品（穩定版本可能尚未與其相容），並包含一些最新的最佳化功能，但屬於實驗性功能。穩定版本比 Beta 版本舊，但更穩定，因此建議給未使用最新產品的初學者使用。
• 在安裝全方位套裝的過程中，請勿將相機連接到電腦;  在所有安裝完成後，再將其連接到電腦。

連接軟體

在使用軟體之前，請確保已將冷卻相機連接到 12V 電源，並使用 USB 3.0 資料纜線連接到電腦。如果是非冷卻相機，則不需要 12V 電源。

注意： 我們建議盡可能使用 64 位元軟體，例如 SharpCAP x64、N.I.N.A x64 等，尤其是在使用 16 位元相機時。

EZCAP_QT

EZCAP_QT 是由 QHYCCD 開發的軟體。此軟體具備 QHYCCD 深空相機的基本拍攝功能。

執行 EZCAP_QT。在選單中點選「Connect」-> 相機。如果相機成功連線，EZCAP_QT 的標題列會顯示相機的韌體版本和相機 ID，如下所示。

在「Camera Settings」中點選「Temperature Control」以設定 CMOS 感測器的溫度。您可以開啟「Auto」來設定目標溫度。例如，這裡我們將目標溫度設為 -10C。CMOS 感測器的溫度會快速下降至此溫度（約 2-3 分鐘）。如果您想關閉冷卻，可以選擇 Stop。如果您只想設定 TEC 功率而非溫度，可以選擇「Manual」，然後設定 TEC 功率的百分比。

您可以使用「預覽分頁」進行預覽，並使用焦點工具進行對焦。然後使用「擷取分頁」來擷取影像。

SharpCap

啟動 SharpCap。如果上述軟體和驅動程式已成功安裝，則在軟體載入後約 3 秒，影片影像會自動出現。您也會在軟體視窗左下角看到畫面更新率，如下圖所示。

如果您在連接相機之前已啟動 SharpCap，若要開啟相機，請按一下選單列中的「相機」，然後選取裝置。

偏移調整。當您完全遮住相機（例如拍攝暗框）時，可能會發現影像並非真正的零。這有時會降低影像對比度的品質。您可以透過調整偏移來獲得更好的暗場。您可以按照下圖所示開啟直方圖來確認這一點。

如果您想進入 16 位元影像模式，請選擇「RAW16」模式。

選擇「LX」模式可以擴展曝光設定範圍並進行長時間曝光。

將冷卻裝置連接到 12V 電源後，溫度控制電路將會啟動。您可以透過調整下圖中的設定來控制 CMOS 溫度。基本上，您可以透過調整「冷卻器功率」或按一下「自動」並設定「目標溫度」來控制 CMOS 溫度。您也可以在軟體視窗左下角看到 CMOS 溫度。

ASCOM 支援的軟體（例如 MDL）

使用 ASCOM 驅動程式，您可以將裝置與許多支援 ASCOM 標準的軟體套件搭配使用。我們將使用 Maxim DL 以下為範例，但 The SkyX 及其他支援 ASCOM 的軟體套件也使用類似程序。

首先，請確認您不僅已載入 ASCOM 驅動程式，也已從 ASCOM 下載並安裝 ASCOM 平台。安裝好驅動程式和平台後，啟動 MAXIMDL。依照下方顯示的指示完成設定。然後按一下 Connect 並進入軟體。

BroadCast WDM 相機驅動程式

QHYCCD BroadCast WDM Camera 是一款支援 QHYCCD 相機影片廣播功能的廣播驅動程式，可滿足客戶將影片影像傳送至其他目標軟體的需求。例如，使用 sharpcap 連接支援 WDM 的相機，sharpcap 顯示的影片影像可傳送至其他支援 WDM 的軟體進行顯示，適用於線上影片廣播應用。

安裝方式：

執行 AllInOne 安裝，並勾選 BroadCast WDM Camera 選項。

安裝過程結束後，在電腦上按右鍵找到裝置管理員，檢查影像裝置名稱是否為 QHYCCD BroadCast WDM Camera，即表示安裝成功。

啟用功能：

通常使用 SharpCap 將相機連接為廣播終端。連接相機後，您需要開啟「啟用直播」開關才能進行廣播。

常見的配套軟體（即廣播接收器）包括：UFOCAPTURE、HANDYAVI、QQ 視訊功能等。

AMcap 測試效果圖：

HANDYAVI 測試效果圖：

UFOCAPTURE 測試渲染：

注意事項：

目前僅支援 Windows 系統。

目前 SDK 暫不支援 16 位元。

彩色圖片必須選擇 RGB24 模式，否則圖片會出現網格狀。

附錄：外部觸發模式手冊

適用於以下配備全域快門的相機。

下載進階控制工具：

使用 Sharpcap 軟體作為擷取軟體。使用 QHYCCD 進階工具作為外部觸發模式設定軟體。

1.執行 SharpCAP，您將看到即時影片出現

2. 執行進階控制工具。檢查「SDKAPI_MODE」並點擊「Coonect」

模式 1：硬體外部觸發。 曝光時間取決於外部脈衝寬度

在 Trig Input Souce 下拉選單中，選擇 Trig Input Pin Direct。這表示觸發輸入來源為相機的外部觸發輸入連接埠（光電隔離，RCA 鍍金插頭）；在 Trig Controller Source 中選擇一個（此模式的選擇沒有意義，因此選擇任何一個即可）

按下 TRIG MODE ON 按鈕。您會發現 sharpCAP 軟體中的影片影像停止。相機已進入等待外部觸發狀態。透過光電隔離觸發輸入連接埠，並輸入高電位。您會發現影像擷取一個畫面，且高電位持續時間越長，影像曝光時間越長。在此模式下，曝光時間等於高電位的持續時間。

模式 2：外部硬體觸發，曝光時間由軟體設定

按下圖示進行設定。在觸發輸入來源中選擇 XTRIG CONTROLLER，觸發輸入相位設為上升邊緣，觸發控制器啟用來源選擇硬體觸發控制器。然後輸入曝光時間，例如 50 毫秒。接著點擊 TRIG MODE ON 按鈕，完成模式及曝光時間的設定。

透過在光電隔離外部觸發輸入介面，輸入一個短暫的高電位，並在 SHARPCAP 中於影像上捕捉一個幀。請注意，如果輸入持續為高電位，相機將在較長曝光時間設定下繼續拍攝。為避免連續拍攝，輸入觸發的高電位時間應短暫，例如 1 毫秒

模式 3：軟體外部觸發，曝光時間由軟體指令間隔決定

在此模式下，軟體會透過軟體發送開始曝光指令，然後軟體等待延遲。接著發送結束曝光指令。可以透過軟體控制觸發。其曝光時間等於開始和結束曝光指令之間的時間。只需按照以下設定即可。設定完成後，點擊 TRIG MODE ON 以饋送指令。然後點擊 Software Register Trig Test 按鈕以觀察拍攝。若要修改曝光時間，只需修改曝光時間方塊中的數值，而無需點擊 TRIG MODE ON，只需點擊 RegisterSoftware Trig Test 按鈕。

模式 4：軟體外部觸發，曝光時間由軟體設定

在 3 模式下，曝光時間的穩定性和準確性存在問題。原因是上位機發送的兩條指令之間的時間間隔不夠精確，且會受到 CPU 延遲、忙碌等因素的影響。因此，也提供了 4 模式。請按照以下所示設定模式。

在此模式下，曝光時間由軟體設定，並由相機內部的硬體執行，而不是由上位機開始和結束曝光的兩條指令之間的間隔決定，因此曝光時間準確且重複性非常好。上位機只需發出開始曝光和結束曝光的指令即可。兩條指令之間的間隔應盡可能短，例如約 1 毫秒。相機將根據軟體設定的曝光時間進行曝光，而不是根據指令間隔。

5 模式：外部硬體觸發，連續拍攝

在此模式下，可透過外部觸發實現連續拍攝。相機等待觸發訊號，一旦收到觸發訊號，即開始連續拍攝。曝光時間由軟體設定。

請依照下圖進行設定。設定完成後，按下 TRIG MODE ON 按鈕讓相機保持等待狀態，然後從光學隔離的觸發輸入端輸入高階脈衝，以觸發相機進行連續拍攝。（請注意，當曝光時間較短時，QHY174 無法作用，且曝光時間會較長。）若要進入下一個等待狀態，請點選 TRIG MODE ON 將相機恢復為等待狀態，並等待下一個外部觸發脈衝到來。

模式 6：軟體外觸發，序列拍攝

類似於模式5，觸發源從外部硬體輸入切換為軟體控制。按下圖示設定後，點擊TRIG MODE ON，相機進入待機狀態，此時點擊軟體註冊觸發測試按鈕，在啟動訊號後，即可看到開始連續拍攝。

其他說明：

SHARCAP 軟體在右側選單列中具有隨機水平條紋雜訊降低功能。對於全域快門的 CMOS（例如 174），在高增益下隨機水平條紋更為明顯，可適當調整此欄位。比較下圖，沒有開啟和關閉的效果，但可以看到差異。