CCD analyse

[mhansenDeltager Nova]

Hej,

Når man som jeg er ret nørdet omkring teknikken vi benytter til astronomi og det alligevel er overskyet og kedeligt gråvejr, kan man lige så godt få tiden til at gå med et eller andet.

Jeg har endnu ikke fået lov til at bruge KU’s profesionelle testbænk (nok også fordi deres nye E2V chip til mange mange mange penge sidder i), men jeg fik inspiration til noget lign. da jeg lavede en linearitetstest af den nye chip ifm. med et kursus.

Jeg tænkte simpelthen at jeg ville lave en linearitetstest af mit eget setup. For dem af jer der kunne få lyst til at pusle med det samme og allerede har en flat-frame skærm, er det ret så simpelt. Bare tag eksponeringer af flatfeltet med trinvis forøgelse indtil chippen satureres eller man rammer anti-blooming grænsen (for min er den 65536 ADU). Så har man en linearitetstest.

Jeg har så yderligere også lavet en dark current vs. tid test af mit cam, for at se om dark current skalerer lineært med tiden, hvilket det helst skal. Der er naturligvis en lille undtagelse for rent faktisk skal mit kamera ikke skalere lineært, da det ikke er set-point kølet. Men hvis omgivelsestemperaturen er stabil, kan man antage at dark current også er lineær.

Her er mine resultater.

Jeg har først og fremmest målt min gain og readout noise til:

Gain: 1.131 e- / ADU (1.3)
RNoise: 15.413 e- (10e- RMS, max 12)

hvor der dog er en smule usikkerhed, da jeg har bayer matrixen inde over mine flats. Tallene i parantes er oplysningerne fra Starlight Xpress.

Linearitet:

Dette viser at mit kamera faktisk ikke er fuldkomment lineært når man kommer over 40.000 ADU. Der er lidt fluktuationer, men jeg kan ikke udelukke at det skyldes den metode jeg lavede testen. (en lampe og et stykke gaffatape over en 1.25″ holder).

Dark current vs. tid

Den blå kurve udgør read-out noise på mit kamera. Dark current viser sig at være rimeligvis lineær.

Jeg tænker at det kunne være interessant at lave flere tests af den slags, også gerne med nogle af de dyrere cams, som eksempelvis nogle af de store SBIG modeller, som jeg mener et par stykker herinde har, men også gerne ATIK etc.

Men det kan godt være at det bare er mig som er lidt sær på det punkt.

Der er ihvertfald ingen tvivl om at både en dark current test og linearitet er helt essentielt for de herinde som ønsker at beskæftige sig med både fotometri og især spektroskopi. For de som laver flotte billeder, er det måske mere nice to know end need to know. Men, stadig god og relevant viden.

MHansen2016-02-22 00:42:57

[mhansenDeltager Nova]

Nu kommer jeg jo sådan set allerede til at ødelægge navnet på mit indlæg lidt, da det jo trods alt hedder CCD analyse og chippen i mit EOS 500D ikke er en CCD, men en CMOS. Men mon ikke det går alligevel.

For ISO 400 har jeg fundet:

Gain = 0.549
Read Noise = 10.039

Først har jeg lineariteten:

hvor det kan ses at EOS 500D er lineær op til ~55.000 ADU. Det er faktisk rimeligt pænt sammenlignet med mit M7C kamera.

Som det også fremgår tydeligt af figuren, så vokser dark current netop ikke lineært med tiden, men derimod eksponentielt. Dette kan uden tvivl relateres til at kameraets chip ikke er kølet og temperaturen derfor stiger i takt med at eksponeringstiden øges (og aktiviteten i det hele taget).
Hvis man samtidig også sammenligner med min CCD, så er dark current også væsentligt højere.
En interessant note er dog at mit beregningscript havde fået negative værdier, både som mean og median. Jeg valgte dog at bruge absolutværdien, da en negativ ADU egentlig ikke rigtig giver mening.

Jeg har desuden fundet følgende plots, som viser sammenhængen imellem ISO og hhv. gain og readout noise.

ISO vs. Gain:

ISO vs. Read Noise:

MHansen2016-02-22 18:06:04

[Mogens.BildsøeDeltager Nova]

Hej Michael,

Vedr. linearitet: Selv hvis
du holder dig under 50000ADU, er et lineært fit vist ikke for godt (se graf)? Tror
et 2.grads polynomium rammer bedre? Se i øvrigt tilsvarende analyser her (grafer ses
et godt stykke nede i linket): http://http://www.astro-forum.dk/forum_posts.asp?TID=12745&PN=1

Mogens B2016-02-22 18:36:01

---

Hilsen Mogens B.

[Frank LarsenModerator Super Nova]

Det der kunne være interessant nu ville være den tidsmæssige sammenhæng.

Hvis nu du fastholder eksponeringstiden og tiden mellem eksponeringen og så plotter middel og varians.

Sørg for at kameraet har hvilet godt. Det kunne være godt at vide hvor mange eksponeringer der skal til før kameraet sstabiliserer sig ved forskellig omgivelses temperatur.

(Der bliver lige forsøgsplanlægning der)

[Forfatter]

Indlæg