In questa figura è mostrato il modo in cui viene influenzato il massimo segnale digitale ottenibile dal guadagno dell'amplificatore, dalla risoluzione del convertitore A/D e dal fondo scala impostato sul convertitore A/D.
Se la dimensione dei pixel è tale da avere una saturazione con 250000 e- ed il circuito d'uscita ha un rumore di lettura di 2.5 e-; bisogna scegliere le condizioni di funzionamento dei vari dispositivi in modo che il rumore sia misurato almeno con 2 unità di convertitore (ADU) ed il segnale sia il più alto possibile, al limite il livello di saturazione del pixel. In tal caso occorre che il passo del convertitore A/D sia 1.25 e- per ADU e che il massimo numero rappresentabile sia tale da coprire tutti i livelli di carica fino alla saturazione.
Il range dinamico per un A/D C da 16 bit (1.25 x 65536 ) sarebbe:
D = 81920 / 2.5 = 32768.
Se non si vuole misurare il rumore del CCD allora, come si vede dalla figura, basta abbassare il guadagno dell'amplificatore (A) o aumentare la tensione di fondo scala Vfs del convertitore per far sì che il massimo numero di elettroni misurabili aumenti a scapito della risoluzione di segnale. Nell'ultimo caso considerato, e cioè nel caso di un convertitore a 16 bit che riceva il segnale dall'amplificatore con guadagno 300, si ha una risoluzione del convertitore di 152 mV, e quindi una risoluzione di 3.16 e- per ADU, ed una saturazione di 207094 e-, che costituisce l'82% della saturazione del pixel; in questo caso la dinamica è:
D = 207094 / 2.5 = 82837,
cioè si avvicina a 100000.
Per un CCD che avesse un rumore di 5 e- r.m.s. e una carica di saturazione di 250000 e-, la configurazione riportata nella tabella in basso sarebbe perfetta.
Indietro
