Le fasi principali per passare dai fotoni che provengono dall'immagine al segnale numerico associato a ciascun pixel del CCD sono rappresentati in questa figura, sotto forma di cosiddette "Funzioni di trasferimento".
I fotoni incidenti vengono trasformati in fotoeventi o cariche (effetto fotoelettrico). La funzione di trasferimento che descrive questo effetto è l'efficienza quantica.
Le cariche che si formano si accumulano sotto gli elettrodi e vengono trasferite da un elettrodo all'altro. La funzione di trasferimento è l'efficienza di raccolta o Charge Collection Efficiency (CCE).
Gli elettroni trasferiti vengono trasformati in volts tramite il "circuito di uscita" del CCD, ed in questo caso si somma il rumore di lettura. La funzione di trasferimento in questo caso è espressa dal nodo capacitivo di uscita del CCD C = Q / V ovvero V = K e-.
Dal nodo di uscita del CCD il segnale in Volts viene amplificato e processato, e quindi la funzione di trasferimento è il prodotto delle varie funzioni di trasferimento della catena di amplificazione; se per esempio ci sono due amplificatori, A1 e A2, e un doppio campionatore la cui funzione di trasferimento è rappresentata da I, allora la funzione di trasferimento sarà:
Il segnale in Volt viene trasformato in numero digitale dal Convertitore Analogico Digitale. Ad esempio, con un convertitore A/D da 16 bit si possono rappresentare fino a 65535 livelli di segnale diversi. Cioè si può dividere il range dinamico (o parte di esso) in oltre 65000 parti.
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