探 索 未 知 宇 宙
时空交点
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QHYCCDx巡星客“微”摄影比赛冠军作品
相机：QHY600C
望远镜：天虎90apo pro
赤道仪：iOptron CEM70G
作者.
叶华辰
QHY42Pro
QHY42PRO是一款2k*2k分辨率科学级CMOS相机，采用国产长光辰芯Gsense400传感器，12位 ADC。具有11um大像素尺寸，400万像素和22.5mm * 22.5mm有效感光面积。QHY42PRO包含标准背照版本，紫外增强版和前照版本。 QHY42PRO适用于天文学，生物学，紫外成像，电力线检测，刑侦痕迹学鉴定，考古鉴定，珠宝鉴定和夜视成像等领域。
QHY42PRO拥有95％峰值QE，79％UV峰值QE和非常好的近红外响应，极低的读出噪声1.6e-，是天文学和生物科学研究的理想相机。
关于该型号的的更多参数及定制化服务请咨询QHYCCD。
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概览
QHY42具有极低读出噪声和背照式CMOS传感器，其QE峰值为95%。QHY42同时提供紫外增强版以及前照式版本。QHY42背照式的最高帧率可以达到24 FPS的完全分辨率。优秀的芯片性能辅以双层TE冷却技术，使QHY42无需接天文望远镜就拥有实时直播星空的能力——接大光圈广角镜头可以实时直播银河，接大光圈中长焦镜头甚至可以追踪人造天体。此外，QHY42也常适合于生物学、紫外线和低照成像和安全领域。
QHYCCD可以提供QHY42 CMOS传感器板和基于FPGA的高性能图像计算平台。 拥有五种不同的FPGA模型，为定制项目提供最大的灵活性。
关于该科研级型号的的更多参数、定制化服务、价格明细等信息，请咨询QHYCCD并致电+86(10)-80709022-602。
产品参数
| 型号 | QHY42PRO-BSI（背照式）
QHY42PRO-FSI（前照式） |
| CMOS芯片 | Gpixel GSENSE400 BSI / UV |
| 像素大小 | 11um*11um |
| 全解析度 | 2048*2048 |
| 有效像素数 | 400万像素 |
| 感光面积 | 22.5mm*22.5mm |
| 满井电荷数 | 89ke- |
| 输出样本深度 | 双 12BIT ADC (高增益通道和低增益通道) |
| 典型尺寸 | 2-inch |
| 最大帧率@全分辨率下 | 24FPS@2048*2048 12bit 48FPS@2048*2048 8bit12FPS@4096*2048 12bit (Dual channel HDR output) |
| 读出噪声 | 1.7e- |
| 暗电流 | TBD |
| 峰值量子效率 | 背照式：95% 前照式：70% |
| 曝光时间范围 | 20us-300sec |
| 快门类型 | 逐行扫描 |
| 电脑接口 | USB3.0 (QHY42/HDR-USB3) |
| 内置图像缓存 | QHY42PRO: 128MB DDR2 memory |
| 制冷系统 | 双层制冷系统（可实现约-35C环境温差 ）
(测试温度+20度） |
| Anti-Dew 加热器 | 自带密封窗玻璃加热器 |
| 望远镜接口 | M54/0.75 |
| 光学窗口 | AR+AR 高品质增透滤镜 |
| 后截距 | 17.5mm |
| 重量 | 735g |
QHY42Pro BSI
QHY42Pro FSI
机械尺寸
相关测试
QHY42测试照片，由德国天文学家马丁米勒教授测试。通过测试，他认为QHY42的性能非常适合专业天文研究，特别是在Ha波段的灵敏度，以及11um的像素尺寸，以及超低的读出噪声，都很适合在较短曝光的情况下获得高信噪比的天文图像。
http://avvamhl.xobor.de/g90-Test-der-Scientific-QHY-CMOS-Kamera-p2.html
QHY42测试样片：”彗星星云”是一个反射星云，它通过流出形成了一颗年轻的恒星并被它照亮。每一帧30秒的曝光时间，叠加62帧，增益2，偏移20，T = -22°C，16“Mak，ObservatoryHö，MartinMiller
与设备相关的测试报告，论文等
Transit Measures with QHY42 Camera by Bruno Fontaine
Transit Measures with QHY 42 Camera
QHY42 Test Image by Dr.Martin Miller
The test results shows the high sensitivity of QHY42, especially in Ha wavelength, and the ultra low readout noise. results the high SNR image in short exposure time. Dr.Martin Miller says QHY42 has great potential in professional astronomy imaging. See all of the test image and the parameter at
QHY42 User: Northolt Branch Observatories
https://www.facebook.com/NBObservatories
QHY42 User:Irydeo Astronomical Observatory (MPC Z41)
https://www.facebook.com/irydeoobs.obs
使用说明
安装控制软件及All-IN-ONE固件包
ALL-IN-ONE整合驱动包可应用于大部分QHY设备，包括制冷CMOS相机、A系列CCD相机、行星导星相机、滤镜轮等。
注意：ALL-IN-ONE不包括电子极轴镜以及老型号CCD相机的固件！请在下方的单独链接里下载它们的文件。
ALL-IN-ONE包下载地址：https://www.qhyccd.cn/download/
ALL-IN-ONE包安装教程视频：https://www.bilibili.com/video/BV11r4y1u7d8
- 稳定版和BETA版本的选择：稳定版版本相对于beta 版本要旧一些，因版本更迭进度问题可能不支持新推出的产品，但更为稳定，建议新用户选择该版本；beta版本为当前开发的最新版本，通常会优先新增对新产品的支持
- 由于All-in-one包的大多数内容都是对第三方软件进行支持的插件，因此请务必先下载并安装好自己所需要的拍摄软件，再进行All-in-one包的安装，否则程序会报错。
- ALL-IN-ONE包的内容包括：
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安装驱动过程中，不要让相机连接电脑！！等全部安装好后，再连接电脑。
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软件默认的安装位置进行安装的话，All-in-one程序会在接下来自动将SDK安装至软件根目录；如果改变了安装位置，接下来您可能需要手动定位软件的根目录。
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设备连接电脑
首先给制冷相机接入12V电源（如果是行星导星相机则无需电源），然后通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。在将相机连接至电脑之前一定要确保设备已经接入电源。
注意：制冷相机的输入电压不能低于11.5V否则不能正常运行。同时也不要高于13V。
连接设备并使用软件
此处仅提供各软件的连接方式及基础功能说明，关于软件的详细功能请参考各软件的使用说明。
注意：对于传感器尺寸较大的相机，如QHY600等全画幅以上的相机，请尽可能使用64位版本的软件。
使用SharpCap
注：在SharpCap4.0 （3.2BETA）中，已经新增了中文版本。该版本由QHYCCD进行主要汉化及校对工作，欢迎大家使用，并欢迎大家提供反馈意见。在下方我们依然按照3.1英文版进行说明
开启SharpCap。点击菜单栏中的摄像头，然后在选中相机。如果前面所提及的软件和驱动都安装成功，那么视频图像就会自动出现，同时也可以在软件的左下角看到帧率，如下图所示。
界面主要功能介绍：
Capture Profiles：预设管理。SharpCap软件重启后默认设置重置。如果经常使用一个或者多个参数配置，可以在调整好下方参数后点击保存，在再次打开软件前便可直接调用该预设。
Exposure：设置曝光时长。勾选LX mode后可以把单帧曝光时长调至更长。
Gain：相当于普通数码相机的iso。数值越大，感光度越高。
Frame Rate Limit：限制最大帧率，默认不设限，可自行调节。
Offset：偏置调节。当对相机进行完全遮光后，可能会发现图像并不是真的全黑。可以通过调整偏置（offset）来获得一个更好的暗场。可以通过打开直方图（histogram）来确认这一点。
USB Traffic：控制数据传输速率（帧率）。当数值为0时，相机达到最大帧率。
Enable Broadcast Mode：开启广播驱动，具体使用方法可参考下载界面的说明。
Read Mode：部分型号具有可以切换高低增益模式的功能。
Color Space：选择色彩空间（输出格式）。Raw8/Raw16为8位或16位的Raw格式，输出保存的视频图像为黑白（即使传感器为彩色，需要通过debayer进行色彩还原）；RGB24为非Raw格式，可直接输出彩色图像，但占用空间较大。
Capture Area：可选择使用何种分辨率进行拍摄。
Binning：使用像素合并进行拍摄。
Output Format：选择输出格式。
Debayer Priview：显色预览。当此项功能开启时，即使选择raw格式，屏幕预览区也会显示彩色图像。但此时保存出的图像仍然是黑白的，请注意。
Gamma，Brightness，Contrast：对应伽马值、亮度、对比度调整。我们建议在正常情况下不必调整这三项参数。
White Bal （R/G/B）：彩色相机白平衡校准功能。具体校准方法可以参考彩色相机页面下的对应说明。黑白相机则无需此功能。
直方图：重要的图像参考，可以用来检测白平衡是否准确、offset的设置以及图像是否过曝等。和普通数码单反的直方图原理一致，建议具有图像基础的人使用。
Thermal Controls：制冷控制。制冷相机接入12V电源后，温度控制电路就会启动，您可以通过调整下图中的设置来控制CMOS的温度。控制温度主要有两种方式，一种是调整制冷器功率（Cooler Power），一种是设置目标温度（Target Temperature）。如果您想要通过设置目标温度这种方式来直接控制CMOS的温度，可先点击“Auto”再来通过调整滑动条来设置目标温度。
使用ASCOM
QHY设备可以在很多支持ASCOM平台的软件上工作。这里以MAXIMDL为例。
首先确认ASCOM平台和ASCOM驱动都已经成功安装。开启MAXIMDL，按照下图的提示来完成设置。
在拍摄前需要点击Connect；
连接软件后按照步骤开启设置制冷温度。
使用EZCAP_QT
由QHYCCD开发的软件，对于QHYCCD相机，它拥有基础的拍摄功能。
安装EZCAP_QT软件并通过USB3.0数据线将相机连接至您的电脑。启动EZCAP_QT，在Menu->Camera中点击”Connect”，如果相机是成功的连接的，EZCAP_QT软件的标题就会显示相机的固件版本以及相机的ID，如下图所示；
可在Language中切换成简体中文。
在 “相机设置” 中点击“温度控制”，设置CMOS传感器的温度。您可以开启“自动 ”来设定目标温度。比如，在此我们设置目标温度为-10C。CMOS传感器的温度将会很快下降到此温度（大约需2-3分钟）。如果您想要关闭制冷，您可以选择“停止”。如果您只想设置制冷功率而不设置温度，您可以设置功率的百分值。
使用预览窗口（preview tab）来进行预览，还可以使用对焦工具来进行对焦。然后使用拍摄窗口（Capture tab）来捕获图像。
在EZCAP_QT中有一个图像任务规划器，用于拍摄序列。
使用N.I.N.A
开启N.I.N.A. – Nighttime Imaging ‘N’ Astronomy。通过ASCOM驱动连接。
开启制冷器设置温度。
设置曝光时间拍摄图像。
QHYCCD BroadCast WDM Camera 广播驱动说明
QHYCCD BroadCast WDM Camera 是支持具有视频广播功能QHYCCD相机的广播驱动，可以满足客户将视频图像发送到其他目标软件上的需求。
通过QHYCCD BroadCast WDM Camera广播驱动将视频图像发送到多个目标软件上。例如使用sharpcap连接具有WDM功能的相机，可以将sharpcap的显示视频图像发送到其他支持WDM的软件上进行显示，适用于视频在线广播类应用。
安装
执行AllInOne安装，勾选BroadCast WDM Camera选项。
安装过程执行结束，右键计算机找到设备管理器，查看有图像设备名称为QHYCCD BroadCast WDM Camera即为安装成功。
使用：
通常使用sharpcap连接相机作为广播端，连接相机之后需要打开Enable Live Broadcast开关进行广播。
常见的配合软件（即广播接收端）有：UFOCAPTURE、HANDYAVI、QQ视频功能等。AMcap测试效果图：
QQ视频测试效果图：
UFOCAPTURE测试效果图：
注意事项：
目前仅支持Windows系统。
目前版本暂时SDK不支持16位。
彩色图像需选用RGB24模式，否则会出现图像有网格状。
高级功能
高级快门测量
QHY42PRO支持高级Trig Out信号。支持QHYCCD 4PIN，5PIN，6PIN GPIO端口定义。这些定义可以使用REG39进行切换。并且有一个TrigOut输出脉冲使能寄存器REG142，该寄存器用于禁用输出信号，以避免某些意外信号输出，例如在摄像机初始化和模式更改期间。
要激活QHY42PRO的高级Trig Out功能，您需要使用以下命令升级摄像机中的两个FPGA固件：
FPGA_V20191118
MAX10_V20191120
REG39 [3：0] GPIO模式切换寄存器。
0：I2C控制的GPIO信号输出
1：QHYCCD GPS_BOX（6PIN）
2：5PIN
3：4PIN
4：多摄像机同步工作模式。主
5：多相机同步工作模式。奴隶
6至15：未定义
REG142 TrigEnable控制电阻
0：禁用输出脉冲
1：启用输出脉冲。
关于5PIN端口
5PIN电缆颜色定义
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密码
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颜色
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信号名
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1
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黑色
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快门测量
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2
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白色
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不适用
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3
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灰色
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LinePeriod
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4
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红色
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触发
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5
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棕色
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地线
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5PIN插座定义（面向相机端口侧），请注意有一个红色标记点。
重要提示：该端口中的四个IO是直接数字输出，没有光电隔离。IO标准是2.5V电平。高电平为2.5V。低电平为0V。5针通过ESD protec组件与相机硬件连接。 对于5PIN I / O配置，仅直接输出四个IO。请不要输入任何信号或连接任何电压。即使具有ESD保护。但是请小心使用，以免造成静电损坏。
警告：不要使用原始的漏极开路连接方法！这些IO中施加的任何电压超过2.5V都可能损坏相机！
ShuterMessure波形
shutterMessure波形是指示开始/结束曝光的高精度波形。对于QHY42PRO，请注意，它是ROW 0的开始/结束曝光。上升沿是曝光开始，下降沿是曝光结束。宽度是曝光时间。您可以连接GPS补偿设备直接对其进行补偿。该波形输出支持实时视频模式，单模式和突发模式
LinePeriod
对于卷帘CMOS，您需要了解行周期，然后才能计算其他行的开始和结束曝光时间。与此正式：
t（begin2）是第2行的开始时间。因此：
t（开始3）= t（开始2）+ LinePeriod
t（开始4）= t（开始2）+ 2 * LinePeriod
……….
与t（end2）相同
对于所有QHY42PRO摄像机，LinePeriod是固定值。因此您只需要测试一次并记下它。请注意不同的速度设置。LinePeriod将不同。仅SPEED设置会生效。您可以弄乱每个SPEED设置并写下来。
TrigOut（高速）
TrigOut信号用于正常的肌肉切除，而不用于高精度的肌肉切除。TrigOut信号是摄像机中的垂直同步信号。这是一个短脉冲（脉冲为低电平）。TrigOut的下降沿接近第0行的最终曝光，上升沿什么也不是。该波形输出支持实时视频模式，单模式和突发模式。
关于SMA Trig In，Trig Out端口。
相机上有两个SMA端口。切入和切出。触发输入是输入硬件信号以触发相机开始以硬件捕获。Trig Out输出TrigOut信号或快门测量信号或其他信号。这两个端口是光电隔离端口，并且是低速端口（由于光电隔离器的上升/下降沿很慢）。但是它对摄像机具有更好的ESD保护，并且适合更长的电缆。
REG39 BIT [7：6] TrigIn端口的模式切换位
0：ShutterMeasure波形输出
1：TrigOut（垂直同步）输出
2：未定义
3：未定义
REG39 BIT [5：4]模式切换位，用于TrigOut端口
0：未定义
1：未定义
2：未定义
3：未定义
由于光隔离器的结构，TrigOut端口需要一个上拉电阻，以将其上拉至一个电压。例如，将5kohm连接到3.3V-12V。
对于TrigIn，您可以输入一个带有与其串联的限流电阻的电压。
样本波形
5PIN端口中的LinePeriod波形
5PIN端口中的TrigOut波形
5PIN PORT中的快门测量波形@曝光时间设置为20.0ms
5PIN PORT中的快门测量波形@曝光时间设置为1.0ms
QHYCCD BURST相关模式
QHYCCD BURST相关模式
在SDK中增加了和BURST模式相关的功能，目前支持Burst功能的相机有QHY600、QHY411、QHY461、QHY268、QHY6060、QHY4040、QHY4040PRO、QHY2020、QHY42PRO、QHY183A
此模式为连续模式的子模式，只能在连续模式下使用此功能，当使能此功能时相机会停止输出图像数据，软件帧率会降低至0，此时给相机发送相关指令，相机会根据设置输出指定帧序号的图像数据，例如设置Start End为1 6，相机收到指令时将输出帧序号为2 3 4 5的图像数据。
注：
1.光纤模式下使用Burst模式时，第一次Burst拍摄会少一张，例如设置start end为1 6，输出2 3 4 5为正常，而实际上第一次Burst拍摄时只会输出3 4 5，2会无法收到，第二次及之后的拍摄可以正常获取Burst图像2 3 4 5。这个问题将在后面进行修复。
2.QHY2020,QHY4040发现曝光时间短的时候出来的帧序号是 [start+1,end-1] 但是长曝光下出来的是[start+2,end]
3.相机刚连接时如果设置的end值比较大，相机进入burst模式后会直接出图，因此需要设置相机进入IDLE状态后再设置start end及相关burst操作
下为Burst模式相关函数的用法：
1.EnableQHYCCDBurstMode
2.SetQHYCCDBurstModeStartEnd
3.SetQHYCCDBurstIDLE
4.ReleaseQHYCCDBurstIDLE
5.SetQHYCCDBurstModePatchNumber
6.ReseQHYCCDtFrameCounter
7.SetQHYCCDEnableLiveModeAntiRBI
8.EnableQHYCCDImageOSD
Sample Code
