Hola,

voy a describir un poco mis primeras impresiones sobre la ST-8XME comparándola con la Atik 314L+. Sí, ya sé, son dos CCD's muy distintas y que juegan en divisiones diferentes, pero creo que vale la pena hacer el ejercicio.

Vamos por partes, como dijo Jack el Destripador.      En esta tabla hago un resumen rápido de las características principales de ambas cámaras

	Atik 314L+	SBIG ST-8XME
Chip	Sony ICX285AL	KAF 1603ME
Tamaño	10.2x8.3mm	13.8x9.2mm
Tamaño píxel	6.45x6.45 um	9x9 um
Capacidad total	17.500 e-	100.000 e-
Pérdida linealidad	60.000 ADU's	43.000 ADU's
Capacidad máxima lineal	16.021 e-	65.612 e-
Ruido lectura	4 e- RMS	15 e- RMS
Capacidad enfriamiento	DT=27º	DT=35º (45º con agua)
Obturador	Eléctrico	Mecánico
Mínima exposición	0.001s	0.12s
Chip autoguiado	No	TC-237H (657x495, 7.4 um)
Antiblooming	Sí	No
Eficiencia cuántica	aprox. 65%	aprox. 80%

Ya se ve con estos datos que son CCD's muy distintas. La Atik es una CCD de gama media a un precio relativamente asequible: unos 1350 € a finales de 2014. No sé cuánto costaba en su tiempo la ST8-XME, pues ya está descatalogada. Pero su sucesora, la STT-1603ME, se va a $4.000. Por tanto, es una CCD de gama alta, poco asequible a bolsillos medios a no ser que, como ocurrió en mi caso, salga la oportunidad de adquirir una de segunda mano.

Veamos cómo se comporta en astrofoto. PAra eso cuelgo dos tomas de la galaxia NGC 891 realizadas con el mismo instrumento, un newton de 12" a f/4. Exposición de 200" a través de un filtro Johnson-V. La diferencia es que la toma realizada con la Atik (izquierda) fue guiada en paralelo con la solución de guiado Orioón (80-/400-QHY6), y la de la SBIG (derecha) fue guiada por la propia CCD, pues lleva doble chip.

 

De entrada ya se ve la diferencia de campo que abarca. Si ya la Atik es relativamente generosa (25.7'x19.2', res. 1.11"/px), la SBIG le gana de largo (39.5'x26.3', res 1.55"/px) y sin que por ello peligre la resolución, pues en los dos casos ya nos quedamos por debajo de la resolución recomendada de 2"/px. De sensibilidad las veo parecidas, aunque bien podría ser el hecho de estar tomadas en noches distintas. A fin de cuentas, la SBIG tiene una mayor eficiencia cuántica.

Sin embargo, es en el guiado donde hay más diferencia. El hecho de contar con doble chip de guiado permite que con la SBIG pueda prescindir normalmente de OAG's y de autoguiados. ¡Se acabaron las flexiones! Y lo mejor, puedo exponer hasta 900" y no se nota nada de deriva. Es más, durante la noche no se aprecia apenas deriva con el paso de las horas, lo que permite que las estrellas incidan sobre los mismos píxeles durante toda la sesión (muy importante en fotometría). La siguiente imagen tiene 900" de pose:



Sin embargo... la SBIG tiene un problema de diseño: el chip de autoguiado está detrás de los filtros, con lo que no siempre encontraremos estrellas para guiar (especialmente si empleamos filtros oscuros o de baja transmitancia). En mi caso, además, se hace imperativo acoplar un corrector de coma para un campo tan grande. Mirad si no qué estrellas de guiado saca el chip de autoguía.



El otro gran inconveniente de la SBIG, y aquí la Atik le gana claramente, es que no posee antiblooming y eso es un problema que ya se ve en la imagen de 900", aunque el sotware CCDOps que la controla tiene una herramienta para suprimirlo que aún no he probado.

De hecho, su mayor tamaño de píxel de la SBIG frente a la Atik es otra opción a considerar si nuestro telescopio tiene una focal más bien corta. Para los típicos ED's de 80-100 mm veo la SBIG con un tamaño de píxel quizás excesivo. En resumen, para tubos pequeños la Atik le saca ventaja pero en tubos ya mayores la cosa está más equilibrada, aunque sigo pensando que la Atik es más apropiada, especialmente si podemos guiar con OAG.

A tener en cuenta que las CCD's de SBIG suelen aceptar una rueda portafiltros exclusiva de estas CCD''s. Y digo exclusiva porque la CFW9 que lleva solo puede funcionar en las SBIG, gracias a que se alimentan y conectan a través de la propia CCD. Esto es una ventaja al operar con ella (un cable menos al ordenador) pero si algún día queremos venderla será complicadillo encontrar comprador.

Paso al tema fotometría.

Aquí no hay color. La Atik 314L+ es una CCD muy polivalente, es tan válida para astrofoto como fotometría. En cambio, la SBIG ST-8XME es una CCD claramente con vocación científica y no artística. La mejor prueba es que no lleva antiblooming.

Lo que más me ha sorprendido es su increíble rango dinámico que deja muy atrás a la Atik. Los 100.000 electrones de capacidad por píxel de la SBIG dan mucho más margen de medida desde el límite de detección hasta la pérdida de linealidad. Aunque la Atik es lineal hasta casi la saturación y la SBIG ya la empieza a perder hacia los 43.000 ADU's, el rango lineal que abarca esta última es cuatro veces mayor. Esto implica que a igual exposición vamos a poder medir muchas más estrellas brillantes con la SBIG que con la Atik. Así, en las dos imágenes comparativas de NGC 891 he comparado los ADU's de dos estrellas: en la SBIG, arrojaron valores de 8029 y 13121 ADU's respectivamente; en la Atik, las mismas estrellas dieron 48112 y 65536 (saturada) ADU's.

Y por si esto fuese poco, el fondo de cielo arrojó valores medios de 2310 ADU's (SBIG) y 7550 ADU's (Atik). Esto tiene una implicación importante ya bajo cielos contaminados la SBIG nos va a permitir extender más tiempo las poses: la Atik se "vela" con mucha más rapidez. Y al poder exponer más, aumentaremos espectacularmente la relación S/N, lo que se traduce siempre en más precisión.

En fotometría de alta precisión también son perceptibles las diferencias entre ambas. A la izquierda, tránsito exoplanetario realizado con la Atik. A la derecha, con la SBIG. MAyor rango dinámico, mejor electrónica... bien es cierto que la Atik es mucho menos ruidosa que la SBIG, pero eso se compensa de sobras con todo lo que he venido explicando.

   

Y como colofón, imagen de la galaxia NGC 2903 con la SBIG y el newton de 12" (aka "Goliath"): solo 3 poses de 600".



En resumen, la Atik 314L+ es una gran cámara dentro de su rango de CCD's de gama media. Pero la SBIG ST-8XME juega en otra liga, la de las QSI, FLY, Apogee... es otro mundo. Y eso se nota en los resultados      y en el bolsillo

Saludos
Fran

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Así, en las dos imágenes comparativas de NGC 891 he comparado los ADU's de dos estrellas: en la SBIG, arrojaron valores de 8029 y 13121 ADU's respectivamente; en la Atik, las mismas estrellas dieron 48112 y 65536 (saturada) ADU's.

querrás decir a la viceversa, no?


por el tema  del rango dinámico
¿quieres decir que también podría compararse la SBIG 1x1 vs. la Atik en bining 2x2  ??
haciendo que la comparativa real, pudiera ser mas o menos así :

es curioso ese fondo de cielo, sobretodo porqué recorta mucho mas el rango dinámico de la Atik

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Interesante y completa comparativa Fran, muchas gracias por compartirla.

Lo que más me ha sorprendido es su increíble rango dinámico que deja muy atrás a la Atik. Los 100.000 electrones de capacidad por píxel de la SBIG dan mucho más margen de medida desde el límite de detección hasta la pérdida de linealidad. Aunque la Atik es lineal hasta casi la saturación y la SBIG ya la empieza a perder hacia los 43.000 ADU's, el rango lineal que abarca esta última es cuatro veces mayor. Esto implica que a igual exposición vamos a poder medir muchas más estrellas brillantes con la SBIG que con la Atik. Así, en las dos imágenes comparativas de NGC 891 he comparado los ADU's de dos estrellas: en la SBIG, arrojaron valores de 8029 y 13121 ADU's respectivamente; en la Atik, las mismas estrellas dieron 48112 y 65536 (saturada) ADU's.

Y por si esto fuese poco, el fondo de cielo arrojó valores medios de 2310 ADU's (SBIG) y 7550 ADU's (Atik). Esto tiene una implicación importante ya bajo cielos contaminados la SBIG nos va a permitir extender más tiempo las poses: la Atik se "vela" con mucha más rapidez. Y al poder exponer más, aumentaremos espectacularmente la relación S/N, lo que se traduce siempre en más precisión.

No me queda muy claro el asunto y eso que Hidra se tomó su tiempo en explicármelo
Si con la misma exposición obtienes muchísima más señal con la Atik hasta el punto de saturar algunas estrellas, pero el fondo también es del orden de tres veces superior a la Sbig... la conclusión que yo saco es que la Atik es mucho más sensible porque capta más señal en el mismo tiempo ¿no es así?
Lo digo porque si se saturasen las estrellas pero obtuvieses el mismo valor de fondo aceptaría que es porque sus pozos se llenan antes por ser más pequeños, pero si el fondo se ha iluminado de más (y proporcionalmente a lo que ocurre con las estrellas) es porque la imagen está sobreexpuesta, o así lo entiendo yo.
Si adecuas la exposición para que la Atik represente correctamente determinada estrella sin llegar a saturarla, y luegos haces la misma exposición con la Sbig, igual te encuentras que con la segunda tienes tan poca señal que no llegas a la mitad del histograma... eso significa quedarse con la mitad del rango dinámico disponible, pero diríamos que la comparación no es justa por estar subexpuesta.

Habría que comparar dos exposiciones con un fondo equivalente para ver cuanto ha tardado cada cámara en llegar a ese valor, y luego ver las estrellas para poder valorar esa diferencia real en el rango dinámico, o bien con ambas cámaras llevar determinada estrella hasta el valor máximo sin saturar y comparar el resto de estrellas, es la única manera que se me ocurre de compararlas...
Hablando de imagenes, ¿como has procesado las que has puesto? Deberías mostrarlas lineales o ambas estiradas en la misma proporción para poder ver la diferencia real, o colgar los histogramas

Saludos

« Últ. modif.: Mar, 23 Dic 2014, 17:02 UTC por Bufot »

Así, en las dos imágenes comparativas de NGC 891 he comparado los ADU's de dos estrellas: en la SBIG, arrojaron valores de 8029 y 13121 ADU's respectivamente; en la Atik, las mismas estrellas dieron 48112 y 65536 (saturada) ADU's.

querrás decir a la viceversa, no?

por el tema  del rango dinámico
¿quieres decir que también podría compararse la SBIG 1x1 vs. la Atik en bining 2x2  ??

es curioso ese fondo de cielo, sobretodo porqué recorta mucho mas el rango dinámico de la Atik

Creo que lo he escrito bien, y con esto creo que contestaré también a lo que comenta Bufot:

Sí, es posible que en binning 2x2 la Atik se acerque a la SBIG, aunque 17.500 e x 4 aún quedan lejos de los 100.000 e- de la SBIG.

Realmente el fondo de cielo es un problema. Y con esto ya vemos que bajo cielos contaminados las CCD's de baja capacidad electrónica por píxel no son nada recomendables. Por tanto, si vamos a observar desde cielos contaminados, evitemos CCD's de píxel pequeño porque tendrán un rango dinámico muy bajo y velarán pronto. Aquí la SBIG se mueve mejor que la Atik. Y por supuesto, bajo cielos limpios las dos funcionarán muy bien.

Interesante y completa comparativa Fran, muchas gracias por compartirla.

Lo que más me ha sorprendido es su increíble rango dinámico que deja muy atrás a la Atik. Los 100.000 electrones de capacidad por píxel de la SBIG dan mucho más margen de medida desde el límite de detección hasta la pérdida de linealidad. Aunque la Atik es lineal hasta casi la saturación y la SBIG ya la empieza a perder hacia los 43.000 ADU's, el rango lineal que abarca esta última es cuatro veces mayor. Esto implica que a igual exposición vamos a poder medir muchas más estrellas brillantes con la SBIG que con la Atik. Así, en las dos imágenes comparativas de NGC 891 he comparado los ADU's de dos estrellas: en la SBIG, arrojaron valores de 8029 y 13121 ADU's respectivamente; en la Atik, las mismas estrellas dieron 48112 y 65536 (saturada) ADU's.

Y por si esto fuese poco, el fondo de cielo arrojó valores medios de 2310 ADU's (SBIG) y 7550 ADU's (Atik). Esto tiene una implicación importante ya bajo cielos contaminados la SBIG nos va a permitir extender más tiempo las poses: la Atik se "vela" con mucha más rapidez. Y al poder exponer más, aumentaremos espectacularmente la relación S/N, lo que se traduce siempre en más precisión.

No me queda muy claro el asunto y eso que Hidra se tomó su tiempo en explicármelo
Si con la misma exposición obtienes muchísima más señal con la Atik hasta el punto de saturar algunas estrellas, pero el fondo también es del orden de tres veces superior a la Sbig... la conclusión que yo saco es que la Atik es mucho más sensible porque capta más señal en el mismo tiempo ¿no es así?

No, creo que no es así, 

si no me he liado y si lo he entendido bien, el tema del rango dinámico no se mide por los ADU's sino por la capacidad electrónica del píxel. Tanto la Atik como la SBIG son CCD's de 16 bits. Por tanto, 2¹⁶= 65.536 ADU's. Lo que hay que tener en cuenta es que cuando un chip está... vacío, justo al inicio de las poses, tiene 0 ADU's y 0 electrones capturados (prescindamos del ruido para simplificar). Cuando se satura es cuando alcanza el nivel de 65.536 ADU's. Esto le ocurre a la Atik cuando ha capturado 17.500 e-, pero la SBIG, que tiene un rango dimánico muy superior, necesita 100.000 e- para saturar y alcanzar los 65.536 ADU's. Por tanto, midiendo ambas cámaras la misma estrella en idénticas condiciones, la SBIG siempre dará un valor de ADU inferior a la Atik. Y lo mismo pasa con el fondo de cielo. Sin embargo, si miramos las estrellas más débiles que captura veremos que deberían estar a la par... e incluso la SBIG debería ganar a la Atik, pues el KAF 1603ME tiene una eficiencia cuántica superior. Pero para eso debería exponer las dos cámaras la misma noche, enfriadas ambas a la misma temperatura, etc..

Al final todo es un tema de relación señal/ruido. La SBIG da menos cuentas pero también menos fondo. Y el error asociado a la lectura es menor. Para muestra no hay más que ver los tránsitos exoplanetarios que obtenía antes con la Atik. Los comparaba con los de Ramon Naves, que tiene también una ST-8XME (y con óptica adaptativa) y no había color. Ha sido cambiar de cámara y un aumento muy apreciable de la precisión. La inmensa mayoria de la gente que hace fotometría de precisión trabaja con cámaras SBIG, FLI o QSI, todas de gama alta.

En cuanto a las imágenes, las de NGC 891 no están tratadas. Simple estirado del histograma. Sí, debería colgar el histograma para comparar (ando tan liado que...). La de NGC 2903 sí que la he tratado un poco (autodevelop con StarTools y módulo HDR). Si la humedad me deja, la trabajaré más (la otra noche dejé a Goliath tomando imágenes de 600" pero luego ví que tenían muy poca señal: tenía el espejo primario empañado de humedad... y eso que es un newton).

Saludos
Fran

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Me cuesta entenderlo, porque si de determinadas estrellas y del fondo del cielo nos llegan X e Y fotones, en ambas fotos se debería mantener la proporción. Por eso no comprendo como el fondo del cielo sube mucho más en la Atik que en la SBIG.
Lo que si tengo claro es que la mayor full well de la SBIG representará mejor las diferencias de brillo, con mayor precisión, por la diferencia de escalar los 17mil e- o los 100mil e- en 65mil cuentas

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Me cuesta entenderlo, porque si de determinadas estrellas y del fondo del cielo nos llegan X e Y fotones, en ambas fotos se debería mantener la proporción. Por eso no comprendo como el fondo del cielo sube mucho más en la Atik que en la SBIG.
Lo que si tengo claro es que la mayor full well de la SBIG representará mejor las diferencias de brillo, con mayor precisión, por la diferencia de escalar los 17mil e- o los 100mil e- en 65mil cuentas

Sí, va por ahí, pero no te tomes demasiado en serio esos números, pues las tomas se hicieron en noches distintas. Pero es lo que hay: la Atik tiene menos capacidad electrónica y satura mucho antes. Con un filtro normal no podía exponer más de 300" que ya me llegaba a 10.000 ADU's, y ahora con la SBIG puedo exponer 600" y bien...   

No te preocupes. Hay cosas que por más que me las explican tampoco las entiendo. Siempre me sonará a chino la inmanencia trascendental del alma empírica de Kant elevándose al cosmos etéreo  Por eso suspendía siempre en filosofía. 

Saludos
Fran

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Muy interesante tu comparativa Fran, gracias por compartirla!

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Gracias Fran
Son cosas complejas aunque me parecen interesantes
Lo que está claro es que esa SBIG es toda una referencia y para lo que pretendes es una de las mejores así que la vas a disfrutar a lo grande

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[capacidad]

Imaginate un cubo con una capacidad de un metro cubico (100.000 e-), en este cubo metes fotones pudiendo discriminar con facilidad entre 65535 niveles diferentes, de todos los fotones que han llegado a ese cubo han podido llegar a la entrada del cubo el 85% de ellos (EQ), y cuando esos fotones que están en la entrada del cubo se meten dentro resulta que no pueden entrar todos a la vez, pero pueden seguir entrando mas, así que necesitan mas tiempo para llenar el cubo.
Cuando el cubo está lleno, siguen llegando fotones pero estos "se derraman" y caen en el cubo de al lado (no tiene anti blooming).

Si el cubo tiene 17 Cm cubicos (17.000 e-), en ese cubo igualmente entraran fotones para discriminar esos 65535 niveles diferentes, pero ese cubo al ser mas pequeño se llenará antes al tener menos capacidad, ya que el flujo de fotones será el mismo y la EQ tambien será la misma (pero da igual que la EQ sea otra).

En el sensor con pixeles de un metro de capacidad expones hasta que el pixel mas brillante se llena, el resto de pixeles se han llenado con niveles muy diferentes todos ellos en funcion de la luz que reciben de cada zona del cielo.
En cambio con el sensor de pixeles de 17Cm de capacidad, has de tener cuidado por que a la minima que te despistas, cuando se llena el primer pixel, pasa muy muy poco tiempo hasta que se llena el segundo y menos hasta que se llena el tercero.

Evidentemente con esta explicación intento (no se si lo conseguiré) explicar la importancia de la capacidad electronica del cubo, digooo el pixel.
No tiene nada que ver el tamaño del pixel, aquí no hablaríamos de capacidad de almacenar fotones, hablaríamos del tamaño del area colectora de fotones, algo que es independiente / diferente de su capacidad electronica.

Saludos

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[capacidad]

En el sensor con pixeles de un metro de capacidad expones hasta que el pixel mas brillante se llena, el resto de pixeles se han llenado con niveles muy diferentes todos ellos en funcion de la luz que reciben de cada zona del cielo.
En cambio con el sensor de pixeles de 17Cm de capacidad, has de tener cuidado por que a la minima que te despistas, cuando se llena el primer pixel, pasa muy muy poco tiempo hasta que se llena el segundo y menos hasta que se llena el tercero.

Es otra manera de verlo. Y tiene una implicación: si haces fotometría y a lo largo de la noche te varía el foco o la FWHM, con el menor rango dinámico de la Atik tienes más posibilidades de llevarte un buen cabreo al día siguiente, cuando al reducir compruebas que la estrella qu ecreías que daba unas 30.000 cuentas está saturada (o casi). Con la SBIG el riesgo es menor, aunque no nulo.

Saludos
Fran

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