QCM
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Bruit dominant
Difficulté : ☆☆
Temps : 30 min
On recueille le signal d'une cible stellaire. Le rapport signal à bruit s'écrit :
avec
le nombre de photoélectrons reçus,
relié à un signal de fond,
la taille angulaire de la cible, et
le bruit de lecture
Question 1)
Identifier précisément les différents termes de bruit contribuant au rapport signal à bruit, en précisant leur écart-type.
AideAideSolution
Au numérateur, on a tout simplement le signal, au dénominateur les bruits.
Il reste à identifier le terme
et à interpréter la somme du dénominateur.
Les 3 termes du dénominateur sont :
- le bruit de photons
,
- le bruit de fond,
, avec
le nombre de photoélectrons par unité d'angle solide dus au fond,
- le bruit de lecture.
Question 2)
Simplifier l'expression du rapport signal à bruit pour le cas d'un objet très brillant, puis pour un objet très peu lumineux. Identifier l'exposant qui caractérise la dépendance en
du rapport signal à bruit.
AideSolution
Déterminer l'importance relative des différents bruits.
Pour un objet très brillant, le bruit de photons de la source va dominer devant les autres bruits :
Dans le cas d'un objet peu lumineux, le bruit de photons de la source est négligeable. En l'absence d'autres données, il n'est pas possible de discriminer parmi les 2 autres sources de bruit.
Dans un cas,
, dans l'autre
.
Question 3)
Déterminer comment le rapport signal à bruit varie avec le diamètre
du collecteur ou le temps de pose
.
AideSolution
Comment le nombre de photoélectrons collectés varie-t-il avec le diamètre du collecteur ou le temps de pose ?