Evaluation du bruit dans l'audine.

Cette page permet de voir à quoi s'attendre avec une audine, et de vérifier qu'elle fonctionne bien, sans bruit particulier. Les valeurs sont indicatives, je pense que la mienne est "standard".

A Mesures sans le CCD

Avant d'implanter votre rare et couteux KAF XXX(X pour les veinards) c'est une bonne idée, comme indiquée dans la doc de montage de lancer des acquisitions sans le CCD, le convertisseur lira alors une tension constante, et vous aurez une image avec une seule valeur de pixel dans les 300 environ.

C'est le premier signe de vie de la caméra, un petit plaisir à ne pas negliger !

Mais tout n'est pas parfait, et cette tension constante peut-être parasitée par des bruits électroniques divers, venant par exemple de l'alimentation, des cables, du ventilateur ou encore de l'obturateur.

Le but à atteindre est d'avoir sur une image un écart type de environ 1 ce qui rend le bruit de la chaine de conversion négligeable, comme ce n'était pas le cas sur mon audine, j'ai ajouté une paire de condensateurs l'un électrochimique de 15µF et l'autre de 100nF en parallèle entre -VENT +VENT, ces deux condensateurs sont chez moi très importants, et divisent sur ma caméra le bruit de lecture par environ 3 !

Il faut aussi préciser que j'utilise l'alaudine NT, et que par conséquent j'ai suivi les recomandations de Robert Soubie, en reliant la masse électronique avec la masse peltier, au niveau de la prise DB15 de l'audine. Le faire ou pas est un débat qui agite périodiquement le petit monde des chasseurs de bruit, chez moi je l'ai donc fait, avec succès.

Une autre amélioration mais moins spectaculaire est venue en liant la masse du connecteur audine DB25 sur le point commun précédent.

Tests du 19 mai 2003
Audine sans CCD, BIN11, CAN type "sample", Lecture Audela ethernet vitesse mini, Alimentation Alaudine NT sur une source de tension stabilisée 13.8V
Acquisition Audela / Traitement réalisées avec Astroart 3.0 Attention les images sont un peu grosses, mais la compression les abime trop !

Sur une image sans les condensateurs:
Average ........ 369
Std.deviation .. 4.31


Image bruit en fausse couleur


Image FFT, on voit bien le bruit périodique sous la forme de raies verticales qui montrent la présence de motifs périodiques dans l'image.

Sur une image avec les condensateurs:
Average ........ 370
Std.deviation .. 1.39

Image du bruit en fausse couleur

Image FFT, le bruit périodique a disparu, il ne reste plus que des écarts vraiment aléatoire.

Pour info sur une moyenne de 5 images
obturateur ouvert en permanence Std.deviation .. 0.68
obturateur fermé en permanence Std.deviation .. 0.67

On peut donc dire que dans mon cas, si je prends la moyenne de 5 images le bruit de l'électronique de lecture du CCD est negligeable.

 

B Mesures avec le CCD

Un grand moment est passé, je l'ai mis ! Et la caméra fonctionne, du premier coup ! Les conseils de fabrications sont extrèmements bien faits, en les suivant , aucun problème.

A chaque modification, surtout si j'enlève le CCD, je recontrole toutes les tensions sur le support du CCD, avant de le remettre.

Sur une seule image de 0 secondes dans le noir, j'obtiens avec le gain électronique à 9, un niveau d'offset moyen de 3077 et un écart-type de 7,0 adu à -5°C

Sur la différence entre deux images corrigées du facteur racine de 2 , l'écart-type est de 6.9 ADU avec une lecture en mode éthernaude avec lecture d'un pixel en 5µs par un convertiseur AAN échantillon.

La sosutraction des deux offsets : Image ici

L'image FFT correspondante : Image ici

Et l'histogramme, une jolie cloche gaussienne qui fait tourner la tête de tout bon matheux :

En utilisant des vitesses de lecture plus lentes le bruit augmente légèrement, quand le capteur est non refroidi aussi, en USB avec la superbe quickaudine, j'ai un bruit de 9,4 ADU.

Voila, dans le noir tout a l'air de baigner, en route pour les étoiles !

 

C Mesure du bruit en e-

Le bruit en ADU dépend du gain électronique, pour faire une mesure précise, il faut calculer ou mesurer le gain en e-/ADU, et exprimer le bruit en e-.

En théorie ( je n'ai pas encore fait une mesure expérimentale ) le gain de mon audine doit être aux alentours de 2,9e-/ADU ce qui fait

ecart-type en e- = facteur de conversion en e-/ADU × ecart-type en ADU = 2,9×6,9=20e-

Ces 20e- de bruit rentrent dans les données du datasheet de kodak, qui donne un bruit typique de 15e- , avec un max de 20e-.