S'exercer

Caractéristiques d'une caméra CCD

Difficulté : ☆ Temps : 15 min

On s'intéresse à quelques caractéristiques d'une caméra CCD KAF-0400. Un pixel présente une capacité de charges de 80000 électrons. La numérisation se fait sur 14 bits. Le bruit de lecture annoncé vaut 13 électrons.

Question 1)

Déterminer le rapport signal à bruit maximal par pixel.

Aide Solution

Question 2)

Déterminer le gain de la conversion ADU.

Aide Solution

Question 3)

On montre que le bruit de quantification vaut $g/\sqrt{12}$ . Montrer qu'il est effectivement négligeable.

Aide Solution

Question 4)

La tension en sortie de l'amplification s'écrit par sommation sur la bande passante $\Delta f$ :

$V _{\mathrm{out}}^2 = \int_{\Delta f} G(f)^2 \ V(f)^2 \mathrm{d} f$

On suppose que le gain est constant sur la bande passante, et que le bruit V(f) est blanc, avec G(f)=10 , $V(f) = 20 \,\mathrm{nV}/\sqrt{ {\,\mathrm{Hz}}}$ et $\Delta f = 1 {\,\mathrm{MHz}}$ . Calculer le bruit en sortie d'amplificateur, en déduire le bruit équivalent en entrée d'amplificateur, puis l'exprimer en nombre d'électrons, sachant que le facteur de conversion de l'étage de sortie du CCD vaut $10\,\mu\mathrm{V/ e-}$ . Conclure.

Aide Solution