Test sulla linearità della ZWO ASI174MM
Inviato: 11 feb 2021, 12:41
In attesa del rientro della H18 mi sono cimentato nel testing del CMOS ASI174MM (non raffreddato) anche perché tale sensore verrà utilizzato (almeno per il momento) per le riprese fotometriche in abbinata ad un rifrattore Vixen A80ss, dotato sul piano focale di filtri B-V standard JC, e messo in parallelo al C8 (utilizzato con l'ALPY600 e l'SXVR).
Tale camera è dotata di un CMOS Sony IMX174LLJ che ha, stando al costruttore ZWO, un picco della QE intorno ai 500 nm che sfiora l'80%. In effetti, stando alle prove fatte la camera sembra di buona qualità e la sua linearità, come si evince dalle riprese fatte, non è affatto male...
A premessa di quanto scrivo, debbo dire che ho delle perplessità sulla dinamica dello studio fatto perché il campionamento dell'ASI174 è fatto da un ADC a 12 bit (settabile via software a 10 bit per ridurre il peso della memoria occupata dalle riprese e per aumentarne il "frame rate"). L'analisi condotta, del tutto simile a quella fatta per la SXVR-H18 (ADC a 16 bit), è stata supportata dall'elaborazione dei frame in FIT portati a 16 bit via software (con AA7).
Inoltre il CMOS è diverso dal CCD, sia per l'amplificazione del segnale ricevuto dai fotoni incidenti (i millivolt generati) sia per il registro di lettura (o meglio per l'indicizzazione dei pixel), etc..., e difatti per tali motivi, data la sua "maggior" complessità di funzionamento (e di sorgenti di rumore più numerose e quindi di incertezza dei risultati) non viene preferito al rozzo e spartano CCD.
Ad ogni buon conto, al netto dei limiti di cui sopra (che possono essere considerati alla stregua di sorgenti di errori sistematici), visto che quanto registrato sul piano focale durante una ripresa fotometrica subirà gli stessi limiti tecnologici di cui sopra, confido nel fatto che il range di linearità apprezzato sia comunque quello realmente sfruttabile.
Ad ogni buon conto ogni contributo di pensiero/suggerimento/correzione a quanto detto risulterà quanto mai gradito per chiarezza dell'argomento.
Comincio col dirvi che stavolta ho cercato di mappare l'andamento del flusso luminoso proveniente dalla sorgente, una Flat Field Box autocostruita, con maggior cura riprendendolo con ben 107 misure nei 20m circa del test. Per far questo ho messo una ASI290MC (settata in monocromatico) molto vicina alla sorgente lasciando 10 secondi tra una ripresa di taratura del flusso e l'altra (esp. costante di 1.5 sec)
e questa è la tabella in Excel della taratura fatta
dalla quale, misure fatte, ho trovato i coefficienti (FL) di normalizzazione del flusso luminoso in funzione del tempo (durata del test) da applicare poi alle riprese fatte con la ASI174 per stimarne la linearità. Come si vede dal grafico non ci sono stati sbalzi notevoli di tensione (e quindi di luminosità della FFB) durante il test
Il massimo scostamento rispetto il valore medio di tale flusso è stato inferiore allo 0.6%.
Ad ogni buon conto, nel testing della 174, per far si di avere delle misure confrontabili da sorgente di luminosità costante al variare dei tempi d'esposizione, sono stati comunque considerati i coefficenti (FL) al terzo decimale.
Queste le misure fatte
e questo l'andamento qualitativo della linearità del sonsore
ed il dettaglio della zona dei bassi ADU
Per tali misure, ho scelto di fissare, cautamente, lo studio del range di linearità da 620 ADU (L1) a poco sopra i 45000 ADU (L2). Vi riporto la retta d'interpolazione trovata per le misure contenute tra questi due limiti
A seguire gli scostamenti tra i valori degli ADU trovati (normalizzati o ADUc) e quelli "veri" (ovvero della retta d'interpolazione assunta come trasposizione del reale andamento della sorgente luminosa)
e questo un dettaglio per i bassi ADU
ed è proprio per tale regione della dinamica del CMOS che ho provveduto a fare un'altra serie di misure stavolta riducendo la luce proveniente dalla FFB ed aumentando i tempi di posa della ASI174, sia per vedere come risponde il sensore variando (in più) i tempi di posa per bassi illuminamenti del sensore (cosa che avviene tipicamente durante le riprese astronomiche di oggetti di debole luminosità) che per avere un riscontro ulteriore di quanto fatto (farò un seguito a questo messaggio con tale test).
La qual cosa, come detto, mi piacerebbe farla anche per l'H18 (lavoro, figli, pazienza e tempo libero che non c'è permettendo...).
Da ultimo (vds tabella precedente riferita alle riprese fatte con l'ASI174) applicando la media quadratica (che contiene sempre quella aritmetica) agli scostamenti citati e riportando nella nota relazione di Pogson tale misura ho stimato la Linearità di questo sensore come capace di percepire la luminosità di una sorgente celeste con un errore pari (o minore) di 0.013 magnitudini. Tale valore, in linea con i CCD utilizzati, mi è sembrato (per ora), migliore di quello dell'H18...
Giorgio
Tale camera è dotata di un CMOS Sony IMX174LLJ che ha, stando al costruttore ZWO, un picco della QE intorno ai 500 nm che sfiora l'80%. In effetti, stando alle prove fatte la camera sembra di buona qualità e la sua linearità, come si evince dalle riprese fatte, non è affatto male...
A premessa di quanto scrivo, debbo dire che ho delle perplessità sulla dinamica dello studio fatto perché il campionamento dell'ASI174 è fatto da un ADC a 12 bit (settabile via software a 10 bit per ridurre il peso della memoria occupata dalle riprese e per aumentarne il "frame rate"). L'analisi condotta, del tutto simile a quella fatta per la SXVR-H18 (ADC a 16 bit), è stata supportata dall'elaborazione dei frame in FIT portati a 16 bit via software (con AA7).
Inoltre il CMOS è diverso dal CCD, sia per l'amplificazione del segnale ricevuto dai fotoni incidenti (i millivolt generati) sia per il registro di lettura (o meglio per l'indicizzazione dei pixel), etc..., e difatti per tali motivi, data la sua "maggior" complessità di funzionamento (e di sorgenti di rumore più numerose e quindi di incertezza dei risultati) non viene preferito al rozzo e spartano CCD.
Ad ogni buon conto, al netto dei limiti di cui sopra (che possono essere considerati alla stregua di sorgenti di errori sistematici), visto che quanto registrato sul piano focale durante una ripresa fotometrica subirà gli stessi limiti tecnologici di cui sopra, confido nel fatto che il range di linearità apprezzato sia comunque quello realmente sfruttabile.
Ad ogni buon conto ogni contributo di pensiero/suggerimento/correzione a quanto detto risulterà quanto mai gradito per chiarezza dell'argomento.
Comincio col dirvi che stavolta ho cercato di mappare l'andamento del flusso luminoso proveniente dalla sorgente, una Flat Field Box autocostruita, con maggior cura riprendendolo con ben 107 misure nei 20m circa del test. Per far questo ho messo una ASI290MC (settata in monocromatico) molto vicina alla sorgente lasciando 10 secondi tra una ripresa di taratura del flusso e l'altra (esp. costante di 1.5 sec)
e questa è la tabella in Excel della taratura fatta
dalla quale, misure fatte, ho trovato i coefficienti (FL) di normalizzazione del flusso luminoso in funzione del tempo (durata del test) da applicare poi alle riprese fatte con la ASI174 per stimarne la linearità. Come si vede dal grafico non ci sono stati sbalzi notevoli di tensione (e quindi di luminosità della FFB) durante il test
Il massimo scostamento rispetto il valore medio di tale flusso è stato inferiore allo 0.6%.
Ad ogni buon conto, nel testing della 174, per far si di avere delle misure confrontabili da sorgente di luminosità costante al variare dei tempi d'esposizione, sono stati comunque considerati i coefficenti (FL) al terzo decimale.
Queste le misure fatte
e questo l'andamento qualitativo della linearità del sonsore
ed il dettaglio della zona dei bassi ADU
Per tali misure, ho scelto di fissare, cautamente, lo studio del range di linearità da 620 ADU (L1) a poco sopra i 45000 ADU (L2). Vi riporto la retta d'interpolazione trovata per le misure contenute tra questi due limiti
A seguire gli scostamenti tra i valori degli ADU trovati (normalizzati o ADUc) e quelli "veri" (ovvero della retta d'interpolazione assunta come trasposizione del reale andamento della sorgente luminosa)
e questo un dettaglio per i bassi ADU
ed è proprio per tale regione della dinamica del CMOS che ho provveduto a fare un'altra serie di misure stavolta riducendo la luce proveniente dalla FFB ed aumentando i tempi di posa della ASI174, sia per vedere come risponde il sensore variando (in più) i tempi di posa per bassi illuminamenti del sensore (cosa che avviene tipicamente durante le riprese astronomiche di oggetti di debole luminosità) che per avere un riscontro ulteriore di quanto fatto (farò un seguito a questo messaggio con tale test).
La qual cosa, come detto, mi piacerebbe farla anche per l'H18 (lavoro, figli, pazienza e tempo libero che non c'è permettendo...).
Da ultimo (vds tabella precedente riferita alle riprese fatte con l'ASI174) applicando la media quadratica (che contiene sempre quella aritmetica) agli scostamenti citati e riportando nella nota relazione di Pogson tale misura ho stimato la Linearità di questo sensore come capace di percepire la luminosità di una sorgente celeste con un errore pari (o minore) di 0.013 magnitudini. Tale valore, in linea con i CCD utilizzati, mi è sembrato (per ora), migliore di quello dell'H18...
Giorgio