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.

Die Modelle QHY600 PH, QHY600 PRO und die QHY600 PH-L (ite) sind sofort bei uns vorbestellbar

Mehr Details zur QHY600 Kamera finden Sie auf hier

Die nächste Generation der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungstechnologie

Sonderversionen der QHY 600 Modelle

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

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

Die USB Verbindung der QHY600/268-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.

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2. Erweiterte Full Well Kapazität und Multiple Readout Modi

Bei einer Pixelgröße von 3,76 µm haben die 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 Modelle als auch die QHY268 C/M haben jeweils vier durch den Nutzer wählbare Ausleseverfahren mit unterschiedlichen Charakteristiken.

QHY600 FullWEll for all Mode
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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 Modelle und der QHY 268 C/M setzen eine innovative Technologie zur Unterdrückung des zufälligen thermischen Rauschens ein, die deren Einfluss erheblich reduziert.

OHNE QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung

OHNE QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung

Mit QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung

Mit QHY NOISE-SUPRESSION-Technologie zur Rauschunterdrückung


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4. Zwei x 10 Gigabit Schnittstellen für eine Hochgeschwindigkeits-Glasfaserverbindung

Die beiden professionellen Modelle der QHY 600 sind für 2 x 10 Gigabit Glasfaser Schnittstellen vorbereitet, die optional mit Aufpreis frei geschaltet werden können. Zusätzlich ist eine PCIE Schnittstellenkarte erforderlich. Mit Gigabitschnittstellen hat QHY die nächste Generation der Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungstechnologie eingeführt. Es ist ein revolutionärer Sprung im Vergleich zu USB 3. und löst einige wichtige Probleme von USB 3.0 Schnittstellen, nämlich eine begrenzte Geschwindigkeit, eine deutlich begrenzte Entfernung zwischen PC und Teleskop und bringt eine deutlich erhöhte Zuverlässigkeit in der Bildübertragung.

 

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

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

  • Die Geschwindigkeit der Datenübertragung
    Obwohl die Datenübertragung von USB 3.0 Schnittstellen bereits recht schnell ist, stoßen sie schnell an Grenzen wenn wie in den QHY600- PRO Kameramodellen die neueste Generation von CMOS Bildsensoren zum Einsatz kommen. Zum Beispiel kann der in der QHY600 verwendete Sony IMX455 Sensor über die Glasfaserschnittstelle bis vier 16 bit Bilder mit jeweils 60 Megapixel pro Sekunde aufnehmen und übertragen. 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 USB 3.0 Schnittstelle wird die Bildübertragung auf 2,5 Bilder pro Sekunde begrenzt. Über die 2 x 10 Gbp/s Glasfaser Schnittstellen 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 (remote Betrieb !).
  • Eine stabile Datenübertragung
    Die 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.

Hinweis: Ein Frei schalten und Upgrade auf die Glasfaserschnittstellen ist nachträglich auch für die früheren Modelle QHY 600 - Early Bird (EB) und die QHY 600 - PRO - L möglich.

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

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 QHY 600 Sony IMX 455 Sensor bei 16-Bit Datentiefe etwa 120 MB Daten pro Einzelbild (siehe auch Gigabit Glasfaserschnittstelle). Die Übertragung solch großer Datenmengen erfordert zwingend, dass die Kamera selbst über einen ausreichend großen, internen Zwischenspeicher verfügt. Die Modelle QHY600 und 268 setzen einen großen internen DDR3 Speicher von 1 GB (QHY 600-LITE, QHY 268) und 2 GB (QHY 600 PRO) 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 ihre PC CPU entlastet.

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6. FPGA – Flexible programmierbare Hardware-Technologie mit großer Kapazität

Die Modelle QHY600 - PRO und QHY 268C/M 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 - PRO und der QHY 268C/M 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.

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Sonderversionen der QHY 600 Modelle:

A - Optionale Wasserkühlung

Die QHY 600 PRO M/C sind in einer Option mit einer Wasserkühlung lieferbar. Eine Wasserkühlung hat gegenüber der Luftkühlung einige Vorteile. Die Wasserkühlung muss bei einer Bestellung fest geordert werden, eine spätere Nachrüstung ist NICHT möglich.

  1. Keine Vibrationen. Die Luftkühlung erfordert den Einsatz eines Lüfters im Inneren der Kamera, der kleine Vibrationen verursachen kann. Selbst der hochwertigste Lüfter kann eine gewisse Auswirkung auf die FWHM (full width at half maximum) von Sternbildern bei bestimmten Teleskopen nicht vermeiden. Optische Systeme mit langer Brennweite sind für diesen Effekt empfindlicher. Bei der Wasserkühlung wird die Temperatursenkung jedoch durch den langsamen Fluss des Wassers erreicht. Es gibt kein bewegliches mechanisches Bauteil, das Vibrationen der Kamera verursacht, so dass negative Auswirkungen auf das Bild ausgeschlossen sind.
  2. Keine Warmluftturbulenzen. Bei optischen Systemen wie RASA und Hyperstar, bei denen die Kamera an der Sekundärposition montiert ist, werden keine Luftturbulenzen erzeugt. Wenn eine luftgekühlte Kamera vor der Optik installiert ist, strömt die vom luftgekühlten System erzeugte heiße Luft durch den optischen Pfad und kann negative Seeing-Effekte erzeugen. Bei der Wasserkühlung wird keine heiße Luft abgegeben. Die Wärme wird von der Flüssigkeit abtransportiert, so dass es keinen solchen Effekt gibt.
  3. Bei einer Wasserkühlung ist die maximale Kühltemperatur etwa 10 Grad Celsius niedriger als die maximale Temperatur, die nur mit Luft erreicht wird (bis zu 45 Grad unter die Umgebungstemperatur). Dies wirkt sich besonders bei Langzeitbelichtungen und beim Einsatz unter tropischen Nachttemperaturen positiv aus.

QHY Dark Current


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B - Version mit kurzem Back-Fokus erhältlich

QHY600Alle drei QHY Modelle (PRO, PHOTO und LITE) sind auch als Short Backfokus (BFL) Versionen  lieferbar. Hier liegt der Backfokus nur bei 7mm, statt der üblichen 17,5mm, hinter dem Kameragehäuse. Sie sind speziell für die Adaption von Canon und Nikon Teleobjektive konzipiert. Ein OffAxis Guider und Filterräder sind integrierbar. Weitere Informationen bei QHYCCD zur BFL Version finden Sie hier.

Um die Anforderungen von optischen Systemen mit geringem Backfokus zu erfüllen, zum Beispiel beim zusätzlichen Einsatz von Filterrädern, Reducern oder Spektrographen, sind die 3 QHY 600 Modelle als auch in einer speziellen Version mit einem kurzem Backfokus lieferbar. Hier beträgt der Abstand zwischen Teleskopanschluss und Sensorebene nur 7mm. Diese speziellen Versionen werden nur auf Anfrage geliefert. Sie bieten auch eine Justagemöglichkeit der Chip-Neigung, um eine mögliche Verkippung der Sensorebene gegen den 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 mit 17,5 mm Abstand, 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. Bei Unsicherheit nehmen Sie Kontakt mit uns für eine Beratung auf.




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