Neue Technologien in den QHY600 und QHY 268C CMOS Kameras

Die QHY600 ist eine 60 Megapixel Vollformat CMOS Kamera, die wahlweise mit einem monochromen- als auch einem Farb Sensor geliefert werden kann.

QHY600M Early Bird Version und QHY600 PRO JETZT erhältlich

Mehr Details zur QHY600 Kamera finden Sie auf hier

Die nächste Generation der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungstechnologie

  • USB Re-Connection mit Spannungsversorgung 12V On/Off
  • Erweiterte Full-Well-Kapazität und Multiple-Readout-Modi
  • Unterdrückung des zufälligen thermischen Rauschens
  • 20Gb Glasfaser-Übertragung (EB und Pro)
  • Großzügig dimensionierter interner 1GB/2GB DDR3 Bildspeicher
  • Großes programmierbares FPGA (Field Programmable Gate Array), nur PRO und Early Bird Version
  • Optional mit zusätzlicher Wasserkühlung lieferbar
  • Version mit kurzem Back-Fokus erhältlich

Neue Technologien, die in den QHY600 und QHY268 Kameras eingesetzt werden:

1. USB Re-Connection mit 12V ON/OFF

Die USB Verbindung der QHY600/286-Kameras wird automatisch beendet bzw. neu aufgebaut, wenn die 12V-Stromversorgung der Kamera aus- bzw. eingeschaltet wird. Sie müssen das USB Kabel also nicht erneut einstecken, wenn Sie die Kamera aus- und wieder einschalten. Das erleichtert den Einsatz im Remotebetrieb ungemein. Sie müssen nur die Netzsteckdose oder das 12V Netzteil der Kamera fernsteuern können, um den USB Anschluss der Kamera remote (neu) zu verbinden.

2. Erweiterte Full Well Kapazität und Multiple Readout Modi

Bei einer Pixelgröße von 3,76 µm haben dies Sensoren der QHY 600 und der QHY 268 bereits eine beeindruckend hohe Full Well Kapazität von bis zu 51 ke-. Trotzdem hat QHY einen neuen Ansatz eingeführt, um eine noch höhere Full Well Kapazität als 51 ke- zu erreichen, und setzt dafür technisch innovative, durch den Nutzer wählbare,  Ausleseeinstellungen (readout modi) ein.

Im "Extended Full Well Readout Modus" steigt die Full Well Kapazität bei der QHY 600 auf über 80 ke- an und die QHY268C erreicht rund 75 ke-. Eine Steigerung der Full Well Kapazität erhöht den Dynamik Umfang des ausgelesenen  Rohbilds und das bedeutet, dass helle Aufnahmeobjekte (wie z.B. Sterne) die Pixel nicht so schnell sättigen und somit "ausbrennen" (überbelichten), wie es bei einer geringeren Full Well Kapazität der Fall wäre. Sowohl die QHY600 als auch die QHY268C haben jeweils drei durch den Nutzer wählbare Ausleseverfahren mit unterschiedlichen Charakteristiken.

QHY600 FullWEll for all Mode

3. Unterdrückung des zufälligen thermischen Rauschens

Normalerweise verändert sich das thermische Rauschen von Bildsensoren in Abhängigkeit von Belichtungszeit und Sensortemperatur in einer reproduzierbaren Weise. Darüber hinaus gibt es jedoch noch eine andere Art von thermischem Rauschen, die einigen Back Side Illuminated CMOS Sensoren aufweisen, und die die Charakteristik des reproduzierbarem, typischem Rauschen mit einem zufälligem Rauschmuster überlagert, welches von Belichtungszeit und Sensortemperatur unabhängig ist. Jedes Bild hat somit eine eigene Rauschcharakteristik und dadurch wird ein Dunkelbildabzug, um das thermische Rauschen zu reduzieren, weniger effektiv macht.  Die Elektronik der QHY600 und der 268C setzen eine innovative Technologie zur Unterdrückung des zufälligen thermischen Rauschens ein, die deren Einfluss erheblich reduziert.

OHNE QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung

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Mit QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung

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4. 20Gbps Ultra-Hochgeschwindigkeits-Glasfaserübertragung (PRO-Modell und Early Bird-Modell)

QHYCCD hat mit den professionellen- und den Early Bird Versionen der QHY 600 und der QHY 268C die nächste Generation der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungstechnologie eingeführt, die 20Gbps Glasfaserdatenübertragung. Es ist ein revolutionärer Sprung im Vergleich zu USB 3. und löst mehrere wichtige Probleme von USB 3.0 Verbindungen, nämlich eine begrenzte Geschwindigkeit, eine deutlich begrenzte Reichweite und Zuverlässigkeit.

 

QHYCCD Fiber PCIE Graber Card. Untersützt PCIEX8, Foru 10G Fasereingänge

QHYCCD Fiber PCIE Graber Card. Untersützt PCIEX8, Foru 10G Fasereingänge

  • Die begrenzte Geschwindigkeit
    Obwohl die Datenübertragung von USB 3.0 Schnittstellen bereits recht schnell sind, stoßen sie schnell an Grenzen wenn wie in den QHY600- und QHY268C Kameramodellen die neuesten Generation von CMOS Bildsensoren zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann der in der QHY600 verwendete Sony IMX455 Sensor vier 16 bit Bilder mit jeweils 60 Megapixeln pro Sekunde aufnehmen. In diesem Fall beträgt die in jeder Sekunde zu übertragende Datenmenge 120 x 4 = 480 Mb, während in der Praxis die maximale Übertragungsgeschwindigkeit über USB3.0 im Allgemeinen nicht viel mehr als 300 Mb pro Sekunde beträgt. Über die 20 Gbps Glasfaser Schnittstelle kann dagegen eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 2000 MB/s erreicht werden.
  • Die begrenzte Reichweite
    Eine USB 3.0 Verbindung ist im Allgemeinen nur über eine Strecke von 2- bis 3 Meter stabil. Mit einer aktiven Verlängerung kann die Strecke auf bis zu knapp 15 Meter verlängert werden. Eine Datenübertragung über die Glasfaserschnittstelle kann hingegen problemlos über Entfernungen von bis zu 300 Metern erfolgen.
  • Eine stabile Datenübertragung
    Eine Datenübertragung über herkömmliche Kabelverbindungen aus Kupfer kann durch elektromagnetische Störfelder empfindlich beeinträchtigt werden. Die Datenübertragung mit Licht über eine Glasfaserverbindung wird durch elektromagnetische Störungen in keiner Weise beeinträchtigt, sodass die Datenübertragung über optische Kabel eine sehr hohe Zuverlässigkeit aufweist. Es gibt kein leitendes Medium zwischen der Kamera und dem Computer, so dass das Signal nicht durch verschiedene Quellen von statischen oder Streueffekten beeinträchtigt wird.

5. Großzügig dimensionierte 1GB/2GB DDR3 interne Bildspeicher

Die extrem große Anzahl von Einzelpixeln der neuesten Generation von CMOS Sensoren führt zu einem gesteigerten Speicherbedarf, sowohl für die temporäre Zwischenspeicherung als auch der  permanente Speicherung auf dem Computer. Zum Beispiel erzeugt der Der QHY600 Sony IMX 455 Sensor etwa 120 MB Daten pro Einzelbild. Auch die Steigerung der Datentiefe von den ursprünglichen 16 Bit auf die aktuellen 32 Bit fordert ihren Tribut. Die Übertragung solch großer Datenmengen erfordert zwingend, dass die Kamera selbst über einen ausreichend großen, internen Zwischenspeicher verfügt. Die QHY600 / 268C setzen einen großen internen DDR3 Speicher von bis zu 1GB / 2GB ein. Dieser große Bildspeicher erfüllt alle Anforderungen der Hochgeschwindigkeits Bilderfassung und -Datenübertragung der neuesten Generationen von CMOS  Bildsensoren, wodurch die Aufnahme mehrerer Bilder flüssiger und mit weniger Unterbrechungen abläuft, was gleichzeitig die Computer CPU entlastet.

 

6. Flexible programmierbare Hardware-Technologie mit großer Kapazität (QHY600 PRO-Modell und Early Bird-Modell)

Die Modelle QHY600 und QHY 268C verfügen über einen 20nm Prozess-programmierbaren so genannten "Field Programmable Gate Array" (FPGA) Chip mit einer Million Gates. Die Kamera-Firmware selbst nimmt nur 10% der Ressourcen in Anspruch, so dass 90% der Hardware-Logik-Ressourcen dem Anwender für viele kundenspezifische Funktionen zur Verfügung stehen. Bei den Modellen QHY600 und QHY 268C umfassen diese Funktionen die Hochleistungs GPS getriggerte Bildaufnahme, Hardware Zeitstempel, hochpräzise externe Trigger, einen kontinuierlicher Modus mit Eliminierung von Bildstörungen (latentes Bild), zwei Readouts zur Reduzierung des Ausleserauschens, hochpräzise synchrone Multi Kamera Aufnahmen und vieles anderes, um eine Vielzahl komplexer Nutzeranforderungen zu erfüllen.

7. Optionale Wasserkühlung

QHYCCD nimmt auch Bestellungen für auf Wasserkühlung umgerüstete QHY600- und QHY268-Kameras an. Im Vergleich zur üblichen Luftkühlung hat die Wasserkühlung die 3 folgenden wichtige Vorteile:

  1. Keine Vibrationen. Die Luftkühlung erfordert den Einsatz eines sich drehenden Ventilators im Inneren der Kamera, der kleine, periodische Vibrationen hervorrufen kann. Selbst die hochwertigsten Lüfter können einen gewissen Einfluss des FWHM ((Full Width at Half Maximum, es ist im Prinzip ein Wert der Aussagen über die Bildschärfe ermöglicht)  auf die Sternabbildung von manchen Teleskop/Montierungskombinationen nicht vermeiden. Optische Systeme mit langer Brennweite sind für diesen Effekt anfälliger als kurzbrennweitige Systeme. Bei der Sensorkühlung durch Wasser wird die Temperatursenkung dagegen durch einen langsamen Wasserdurchfluss erreicht. Es gibt keine beweglichen mechanischen Komponenten, die Vibrationen der Kamera verursachen könnten.
  2. Keine Warmluftturbulenzen. Speziell bei optischen Systemen wie Celestron RASA und HyperStar Systemen befindet sich die Kamera vor der Optik, direkt im Strahlengang der Aufnahmeoptik. Luftgekühlte Kameras bläst somit heiße Luft direkt in den Strahlengang und verschlechtert das Seeing. Wasserkühlung erzeugt keinen Heißluftaustritt, die Wärme wird durch die Flüssigkeit abgeführt, so dass es keinen Einfluss auf die Seeingbedingungen gibt.
  3. Eine Wasserkühlung ist effektiver als die Standard Luftkühlung. Mit einer Wasserkühlung werden etwa 10 Grad tiefere Temperaturen als bei Luftkühlung erreicht, was gleichzeitig das thermische Rauschen des Sensors reduziert.

QHY Dark Current
8. Version mit kurzem Back-Fokus erhältlich

QHY600Um die Anforderungen von optischen Systemen mit geringem Backfokus zu erfüllen, zum Beispiel beim zusätzlichen Einsatz von Filterrädern, Reducern oder Spektrographen, sind sowohl die QHY600 als auch die QHY268C in einer speziellen Version mit einem kurzem Backfokus lieferbar. Hier beträgt der Abstand zwischen Teleskopanschluss und Sensorebene nur 6,7mm. Diese speziellen Versionen werden nur auf Anfrage geliefert. Sie bieten auch eine Justagemöglichkeit der Chip-Neigung, um eine mögliche Verkippug der Sensorebene gegen Teleskopstrahlengang korrigieren zu können. Da das Glasfenster der Version mit kurzem Backfokus jedoch dichter am CMOS Sensor liegt, ist die Gefahr der Kondensation von Feuchtigkeit auf dem Glasfenster größer als bei der Standardversion, obwohl die Heizung für das versiegelte optische Fenster ebenfalls integriert ist. QHYCCD bietet eine entsprechende Lösung für diese Situation. Dennoch wird empfohlen, dass Anwender - wenn immer möglich - die Standardversion mit dem etwas größerem Backfokus wählen.

 

Pferdekopf von Wu Zhen aufgenommen mit Celestron RASA11 und QHYCCD QHY600

Pferdekopf von Wu Zhen aufgenommen mit Celestron RASA11 und QHYCCD QHY600

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