Das Rauschen der ASI 294 MC Pro

Das ist eine Kamera mit einem Full Well von 63,7k Elektronen bei 0 gain und einem 14-Bit ADC, der 0 - 16383 ADU liefert.
63,7k sind etwa 65200 Elektronen. Ein Gain entspricht 0,01 dB, der Verstärkungsfaktor ist dann gleich
Wurzel(10^(gain/100)).

Gain Faktor Full_Well ADU/e- Read_Noise [e-] Read_Noise [ADU]
0 1 65200 0,251 7,4 1,9
100 3,16 20600 0,795 5,5 4,4
120 3,98 16400 0,999 1,6 1,6
200 10,0 6520 2,51 1,4 3,5
300 31,6 2060 7,95 1,2 9,5
400 100 652 25,1 1,2 30

Die zweite Spalte zeigt den Verstärkungsfaktor, die dritte ist berechnet als 65200/Faktor, die vierte ist berechnet als 16383/Full_Well
und gibt an, wie viele ADUs von einem Elektron erzeugt werden. Die fünfte Spalte zeigt das Ausleserauschen wie es mit dem Sensortest
von SharpCap gemessen wurde (in guter Übereinstimmung mit dem Datenblatt der Kamera). Die sechste Spalte zeigt das
Ausleserauschen in ADU. Laut Datenblatt enthält das Ausleserauschen auch das
"ADC-Quantisierungsfehler-Rauschen". Auch das
Verstärkerrauschen sollte im Read_Noise enthalten sein.

Bleibt noch das Dark_Noise-Rauschen. Bei der Mittelung einer großen Anzahl von Einzeldarks sollte dieses Rauschen in einem Masterdark
verschwinden. Subtrahiert man dann dieses Masterdark von einem Einzeldark sollte das Dark_Noise-Rauschen sichtbar werden.
In der nächsten Tabelle ist das so gemessene Dark_Noise- Rauschen bei einer Sensortemperatur von -10°C in Bildern mit 10 und 20
Sekunden Belichtungszeit angegeben.

Dafür mußten die passenden Brightness-Einstellungen (Offsets, Dark Level) bekannt sein. Das Verfahren zur Ermittlung der Werte ist hier
beschrieben. Das dort im SharpCap Forum von Robin beschriebene Verfahren liefert für 120 gain einen Brightness-Wert von 1, für 200
gain 3, für 300 gain 4 und für 400 gain 5.

Gain Brightness Dark_Noise [ADU] Read_Noise [ADU] Dark-Read [ADU] Dark-Read [e-]
120 1 2,1 1,6 0,5 0,5
200 3 4,2 3,5 0,7 0,3
300 4 11,7 9,5 2,2 0,3
400 5 35,8 30 5,8 0,2

Auffällig ist, dass Dark_Noise und Read_Noise praktisch gleich sind. Das liegt an dem sehr kleinen Dunkelstrom dieser Kamera bei -10°C.
Er beträgt dort laut
dieser Seite etwa 0,008 e-/sec/pixel. Das sind in 20 sec nur 0,16 e-/pixel. Das Rauschen des Dunkelstroms sollte dann
Wurzel(0,16) = 0,4 e-/pixel betragen. Das paßt zu den Ergebnissen der Messungen (aber die Spaltenüberschriften sind falsch).

Der Read_Noise ist im Masterdark genauso stark vermindert wir der Dark-Noise (hier um Wurzel(50) also etwa um den Faktor 7). Die
Differenz Einzeldark - Masterdark liefert also die Summe von Read_Noise und Dark_Noise. Die richtigen Spaltenüberschriften sind:

Gain Brightness Read + Dark [ADU] Read_Noise [ADU] Dark-Noise [ADU] Dark-Noise [e-]
120 1 2,1 1,6 0,5 0,5
200 3 4,2 3,5 0,7 0,3
300 4 11,7 9,5 2,2 0,3
400 5 35,8 30 5,8 0,2

Das Himmelsrauschen (Sky_Noise)

In meinen Astrofotos ist der Himmel die größte Rauschquelle.In zehn Bildern mit 20 Sekunden Belichtungszeit bei 120 gain und -10°C habe
ich am 30. März 2021 im grünen Farbkanal eine Himmelshelligkeit von 426 ± 16 ADU/pixel gemessen. Das entspricht einer Himmelshelligkeit
von 19,0 mag/arcsec2. Der Sky_Noise ist hier etwa achtmal größer als Read_Noise und Dark_Noise zusammen.

Dunkelbilder

Mit dem Samyang 135 mm f/2 belichte ich meine Bilder mit maximal 30 Sekunden. Das liegt an dem hellen Elmshorner Himmel, aber auch an
meiner azimutalen Montierung (um die Bildfeldrotation klein zu halten). Der Dunkelstrom erreicht damit maximal 0,24 e-/pixel. Dafür ist eine
Dunkelbildsubtraktion nicht erforderlich und eher kontraproduktiv.

Für "pretty pictures" kann es nützlich sein das (Amp)Glow zu beseitigen. Dann wird die Dunkelbildsubtraktion gebraucht. Für Photometrie mit 120
gain spielt das (Amp)Glow aber im Bildzentrum keine Rolle.

Da bleibt noch die Korrektur der Hot/Dark Pixel. Das sollten die Flats machen.