Montage
de l'électronique d'Audine,
trucs à savoir...
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MAJ de la page
19 juin 2003
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(messages échangés sur la liste de diffusion Audine)
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Le montage électronique
Tester son Audine
Attention à la section des câbles d'alimentation du Peltier ! :
Message de Cecil Navick du 13 septembre 1999
Bonjour à tous,
En ce moment où il fait très chaud, même la nuit, mon Audine
ne descend pas en dessous de 7 degrés + ou - soit -15 degrés env.
sur l'extérieur . Il faut dire que je viens juste d' installer un thermomètre
numérique et d'améliorer l'étanchéité. Serait-il
possible (et très utile) de mettre un deuxième module Peltier?
Dans l'attente de vos commentaires...
Amitiés.
Message de Jacques Michelet du 13 septembre 1999
Bonjour,
François Cochard et moi avons eu le même type de problème sur nos caméras respectives.
La cause en était la résistance des fils amenant le courant au module Peltier.
Si on n'y prend pas garde, on peut avoir jusqu'à 1V de chute de tension dans
ces câbles. La solution est simple : prendre du fil souple de 2.5 mm²
pour les connections 5V et masse Peltier sur la caméra. Le seul inconvénient
: le câble est moins souple, et les soudures dans les connecteurs 15 points
"acrobatiques". Résultat : sur ma caméra, j'ai 30 degrés de différence
entre le drain thermique et la température extérieure de la nuit. Nota : je
n'ai pas fait d'étanchéïté, ni d'isolation du drain. Si ça peut aider...
Jacques Michelet
Message de Jacques Michelet du 26 mai 2002
En ce qui me concerne, pour le Peltier, après plusieurs tests sur les chutes de tensions dans les câbles de 5 m, j'ai opté pour 2 cables de 1.5 mm2 (et autant pour le retour vers la masse, bien sûr). Il ne faut pas oublier que 3A sous 12 V ou 3A sous 220 Veff créent la même perte par effet Joule (en R*i*i), et la même chute de tension dans le cable (en R*i). Et les Watts et les Volts sont suffisament rares et chers pour ne pas être gaspillés à chauffer l'atmosphère ... Pour les alims +15/-15, du 0.22 mm² m'a suffi. De toute façon, ces alims sont "retaillées" et refiltrées dans la caméra, et qui plus est le courant total consommé est de l'ordre de 100 mA. Donc cela a peu d'effet.
Jacques Michelet
Masse(s) de l'alimentation et parasites :
Message de Robert Soubie du 9 octobre 1999
>> N'oubliez pas de relier la masse du connecteur DB15
>> à la masse commune ; sinon votre caméra aura du bruit.
>
> Si j'ai bien compris le sens de ta recommandation. Il faut relier
> ensemble les masses électronique et Peltier à la partie métallique
des
> prises DB15 qui entoure les broches (j'espère être clair).
Message de Robert Delmas du 9 octobre 1999
Bien compris, c'est très clair. Et c'est à faire pour ne
pas introduire de "bruit" dans les images.
Ta remarque amène de ma part une nouvelle interrogation : Ne faut-il
pas faire la même chose avec le câble 25 points qui relie la camera
au PC ? On peut relier les fils qui correspondent à la masse des signaux
avec les corps des connecteurs 15 broches ou encore utiliser le 26ième
fil de la nappe (qui est libre) pour relier les corps mâle et femelle
des 2 connecteurs du câble parallèle (point évoqué
par Jean-Noel Moreau cet été, si je me souviens bien). Ton avis
?
A bientôt. Amitiés.
Robert Delmas
Message de Robert Soubie du 9 octobre 1999
> Ta remarque amène de ma part une nouvelle interrogation : Ne faut-il
pas
> faire la même chose avec le câble 25 points qui relie la caméra
au PC ?
Eh bien c'est déjà fait! La masse du PC est reliée à la masse des alimentations Audine par un fil (en fait plusieurs) à l'intérieur du câble plat : bien que celui ci ne transmette que des signaux logiques, ces signaux sont réferencés à une masse ; côté ordinateur c'est le "zéro" de la carte mere, et côté caméra c'est le zéro des alims qui est le même pour les circuits logiques d'entrée (les CMS) et pour les circuits analogiques, dont le convertisseur.
>On peut relier les fils qui correspondent à la masse des signaux
avec
> les corps des connecteurs 15 broches ou encore utiliser le 26ième fil
de
> la nappe (qui est libre) pour relier les corps mâle et femelle des 2
> connecteurs du câble parallèle (point évoqué par
Jean-Noel Moreau cet
> été, si je me souviens bien). Ton avis ?
Côté caméra, l'embase 25 points est reliée au
corps mécanique et par là même à l'embase 15 points,
laquelle, nous l'avons dit, est reliée a la masse des alims.
Ce n'est qu'approximativement vrai, du fait que l'oxydation anodique noire est
un isolant. C'est la raison pour laquelle, pour bien faire, il serait nécessaire
de "blanchir" un point de la mécanique et d'y relier, par une vis, un fil muni
d'une cosse et relié à une masse électrique prise sur un
des deux circuits imprimés.
Pour ce qui est des blindages et mises en masse, les recettes sont claires et
simples: "la masse du boitier doit etre reliée à la masse de l'électronique
au plus près de l'endroit où le signal est le plus faible". Dans
un ampli hifi comportant un préampli et un ampli de puissance, ce point
serait la masse la plus proche de l'entrée la plus sensible, soit l'entrée
"tourne-disque RIAA". Dans la caméra ce serait vers l'entrée du
signal video sur la carte qui porte le CCD. J'ai fait la connection sur l'autre
carte, au niveau du DB15, et je confirme que ca marche. MAIS si j'avais eu du
bruit, la première chose que j'aurais faite aurait été
de me mettre en masse pas loin du convertisseur analogique numerique.
Egalement, les masses doivent etre câblées "en étoile",
c'est à dire ne pas avoir de boucle pour ne pas capter les champs magnétiques
alternatifs (50 Hertz du secteur). Dans une caméra le risque est mineur.
Pour les câbles blindés, la règle retenue est que le blindage
doit être mis en masse aux deux bouts du câble. Cela dit, je sais
par experience que dans certains cas, si l'on respecte cette règle, ça
marche mal ou même ça ne marche pas : j'ai une installation a l'aéro
qui se met en panne si tu respectes les prescriptions constructives des cartes
d'axes et des variateurs que tu relies !
Pour ce qui me concerne, je prefère ne relier le blindage en masse que
d'un côté, celui où va être utilisé le signal
: pour un ampli c'est côté ampli plutôt que côté
platine tourne-disque. Si le câble PC / caméra était blindé
(exemple des câbles magiques Dupouy made in Dax par exemple), ce serait
plutot côté caméra. Souvenir de l'époque où
on cherchait pourquoi l'ampli ronflait...
Un dernier point : intuitivement, on pense se mettre en sécurité
(surtout vis a vis du CCD) en isolant les alimentations, en ne leur autorisant
pas une masse commune. Suivant la nature de ces sources, cela peut causer, ou
non des problèmes de bruit ou autres.
Les Peltier utilisés dans Audine ne sont pas metallisés sur leurs
faces froides et chaude, qui sont en ceramique: par suite il n'y a guère
de danger électrique qui interdise que la masse boitier soit au même
potentiel que leur point froid électrique.
En conclusion, rien ne s'oppose à ce qu'on réunisse toutes les
masses d'Audine entre elles ; c'est en géneral ce qu'on fait à
dessein en "bonne conception" électronique.
Robert Soubie
Message de Christian Buil du 20 octobre 1999
> Je me pose la question suivante : pourquoi est-il recommandé
> d'utiliser un câble nappe à fils torsadés blindé par paires dans
> la liaison avec Audine et le PC plutôt qu'un câble multibrins
> normal (25 fils) blindé par tresse comme, par exemple, un
> prolongateur destiné au port parallèle d'un PC que l'on trouve
> facilement dans le commerce à pas cher et dans des longueurs
> allant jusqu'à 10 mètres ?
> Bruno Lailler
Parce qu'avec la plupart des cables dont tu décris le type Audine ne fonctionnent pas, ou fonctionnent tres mal avec Audine (malgré bien des efforts !). Il apparait qu'il existe une très grande diversité de câbles, se distinguant par leur blindage, leur impédance,... et qu'il est difficile d'en recommander un. Enfin, le cable nappe est plus facile et rapide a câbler, ce qui a paru important dans le cadre du projet Audine.
Christian Buil
Message de Robert Soubie du 21 octobre 1999
>Bon, ça confirme ce que je pensais mais je voulais aussi me
>lancer dans la réalisation d'un tel câble (correctement blindé)
Un câble constitué de paires torsadées, même plat, peut être considéré comme "correctement blindé". C'est même pour cela qu'on l'a inventé. Si tu constitues un câble à partir de fil blindé, ne te trompe pas sur l'impédance caractéristique de celui-ci, sinon le remède sera pire que le mal.
Robert Soubie
Message de Robert Soubie du 26 octobre 1999
Le câble en question transmet dans un sens des horloges et dans l'autres des signaux numériques représentant des valeurs analogiques. Par ailleurs, et si tu as lu les messages précédents sur le sujet du blindage de la caméra (beaucoup étaient de moi), tu sais que la qualité globale de la numérisation tient surtout au respect des règles de blindage et de mise en masse. Par suite, un bon câble est un câble qui ne dégrade pas les signaux logiques relativement rapides qui circulent dans les deux sens: dans les deux cas cela se verrait à l'image. Suivant la longueur à atteindre, un câble plat non constitué de paires torsadées peut convenir; sinon, on peut passer à du plat torsadé (nominal Audine), à du plat torsadé blindé, à des paires torsadées assemblées en faisceau, à des paires torsadées blindées assemblées, ou a des brins individuels dans une gaine commune, etc.... Donc ta question est théorique, elle n'a pas et ne peut pas avoir une réponse unique: tout dépend du contexte, de la distance, etc. Pour savoir ce qui *te* conviendra, le mieux est d'essayer. Pour ce qui me concerne, apres avoir convenablement blindé ma caméra, j'utilise un câble plat des plus ordinaires (une vieille rallonge d'imprimante), et j'ai des chiffres de bruit à peu prés idéaux... J'utiliserai aussi les câbles "Dupouy", qui sont longs et très bien blindés. J'estime également que la câble plat torsadé livré avec les kits est une excellente solution (quoique je ne l'aie toujours pas monté), et que sa couleur me plaît (mais c'est très personnel)...
Robert Soubie
Message de Robert Soubie du 9 mars 2000
> Je suis aussi sur le point (dans qq jours) de mettre une Audine sous-tension.
> Je ne sais pas pas comment sont connectées vos alimentations +15V et -15V.
> Mais pour ma part , j'ai bien l'intention de différencier les deux
fils "commun" des alimentations.
Ca implique que tu vas laisser "flotter" au moins l'une des alims par rapport
à l'autre et par rapport au boîtier; il y a alors trois solutions:
1) le boîtier n'est relié à rien, les deux alims flottent par rapport à lui.
L'image sera bruitée.
2) l'alim Peltier est référencée au boîtier, l'autre flotte: l'image sera bruitée.
3) l'alim + & - 15 est référencée au boîtier, l'autre flotte. Tout dépend de
l'alim Peltier, de son bruit résiduel, de la conductivité des dépots de surface
entre les électrodes du Peltier, le boîtier et le drain, des effets capacitifs.
Avec de la chance, il n'y aura pas de bruit. Dans le cas général il devrait
y en avoir. La seule bonne solution, c'est de relier les 0 volts ensemble dans
la caméra, et tout cela au boîtier. Le bruit sera minimal.
>Ainsi, les courants des deux alimentations ne vont pas se "bruiter" (se
mélanger) mutuellement , en tout cas hors de la caméra.
>On ne peut pas être sûr que ça va régler le problème , mais bon
.... le montage en sera plus sain... Ca ne peut qu'arranger les choses....
Je pense que tu as tort. Fais des essais et retiens le montage qui te procurera le moins de bruit. Et quand ça sera fait, dis-nous quel montage tu auras retenu.
Robert Soubie
Message Jacques Michelet du 27 juillet 2001
Bonjour,
Pour ma part, les cas de parasitages que j'ai observés ont été résolus en "forçant"
les courant allant vers la caméra ou le télescope à revenir vers le même endroit.
Le forçage se fait en ayant un montage des alimentations en étoile autour de
la source de courant ou tension principale (transfo 220V-12V, ou batterie).
De plus il est vital d'avoir des câbles de fortes sections pour le Peltier
et le ventilo d'une part, les moteurs du télescope d'autre part. De plus, sur
mon montage, une boucle de masse se créait entre le PC et le télescope via le
cable de liaison série, ce qui générait aussi des parasites. J'ai éliminé
le défaut en coupant la masse de ce cable. Dernier point : méfiez vous comme
de la peste des surtenseurs électroniques (genre alim pour PC qui transforme
du 12V en 18V). La pompe de charge incluse dans ces machins rayonne souvent
très fort, et pollue joyeusement l'environnement. Par contre les alims à découpage
type 200V -> 12V ou 12V -> 5V bien faîtes peuvent être au contraire 'noiseless'.
Et les alims dites linéaires sont évidemment les meilleures, car par principe
elles ne rayonnent pas. Mais leur rendement électrique est faible. Le conseil
de A. Maury de regarder les signaux à l'oscilloscope est très bon. Cela permet
de trouver assez vite la cause principale des bruitages.
Jacques Michelet
Message de Christian Buil du 5 août 2001
Il y a eu déjà pas mal de discussion sur ce problème de masse. Si j'ai bonne mémoire, certains ont résolu leur problème de parasites en reliant physiquement avec un fil les masse Peltier et +/-15 V a l'intérieur même de l'alim. Cela semble préférable en effet à un lien au travers de la terre, car on ne sait trop quel est le chemin parcouru, qui peut être très tortueux, avec des perturbations à la clef si un appareil électrique même lointain rayonne, etc. C'est à essayer car simple à faire et efficace dans certains cas.
Christian Buil
Message de Guillaume Prévost du 6 août 2001
Bon, personnellement, je n'ai pas eu ce genre de problèmes, donc je peux
pas parler de mon expérience, mais je donne quand même mon avis.
J'avais déjà remarqué que beaucoup de gens confondaient 2 notions pourtant diamétralement
opposées, et les récents mails de la liste m'ont confortés dans mon idée. J'apporte
donc ces précisions :
Premièrement : si les 2 masses ne sont pas connectées dans la caméra, mais connectées
par "l'extérieur" de la caméra (via la terre par exemple), c'est ce qu'on appelle
une "boucle entre masse", et non pas une "boucle de masse". En général, c'est
une très mauvaise configuration. Pourquoi ? Parce que la boucle formée pas ces
fils de masse, et ouverte dans la caméra, génère par induction une tension dans
cette boucle au niveau de "l'ouverture" de la boucle, c'est à dire dans la caméra.
Cette tension, au mieux génère un bruit, au pire détruit la caméra. Je dis bien
au pire, parce que dans le cas de l'observation astronomique, ça doit pas arriver
tout les jours : c'est un cas qui se présente le plus souvent avec des grandes
boucles entre masse, quand la foudre tombe dans le coin (et on fait rarement
de l'astro par temps orageux). Le fort courant de foudre peut induire dans ces
boucles plusieurs kV (je vous passe le calcul, mais si vous êtes intéressés,
je peux détailler). Rares sont les systèmes électriques qui y résistent. Ce
qui étonne souvent les victimes, puisque la foudre ne tombe pas véritablement
sur le système. C'est seulement l'induction qui détruit à distance les systèmes
mal cablés.
Deuxièmement : Une "boucle de masse" est justement formée lorsqu'on connecte
les 2 masses (ana et numérique) dans la caméra (a condition que les masses des
alims soient connectées pas ailleurs bien sur). C'est une situation préférable.
En tout cas, c'est la meilleure pour tous les systèmes qui n'utilisent pas des
petits signaux (pas de bol, c'est notre cas) et d'autres systèmes très particulièrs.
D'une manière générale, pour câbler un système électrique, il convient de :
Eviter autant que possible les boucles entre masse. Multiplier les boucles de
masse en intérconnectant le plus souvent possible les masses entre-elles. C'est
ce qu'on appelle mailler les masses. Câblez court, surtout si votre site est
parasité en HF.
Dans notre cas, par exemple, connecter les masses dans la caméra, mais aussi
au niveau des alims, de la terre et partout ou vous avez 2 masses connectables
(chassis du PC, pied du télescope, etc).
En ce qui concerne la terre (ne confondez pas avec la masse) : Elle est assez
accessoire, et presque complètement inutile si vous ne vous branchez pas au
réseau EDF. Quoi qu'il en soit, pour toute votre installation, n'en utilisez
qu'une. Si vous utilisez 2 terres, la boule formée par les masses fermées par
la terre génère une ddp entre les 2 terres du fait entre autre du courant qui
passe dans la resistance formée par les quelques mètres de sol qui sépare vos
2 masses. Sans parler des courants telluriques etc... Et en plus c'est dangeureux,
d'ailleurs, je crois que c'est intérdit dans les installations, à part dans
la config hors d'âge dite TT. Mais bon, on sort du sujet Audine.
D'autre part, il ne faut pas croire qu'on forme des boucle de masse qu'avec
des fils de masse. En fait, dès que vous tirez un câble, vous formez une boucle
de masse. Et pour en réduire les effets, il convient d'en réduire la surface
(puisque cette surface est proportionnelle à la tension induite par un courant
parasite donné dans le secteur ou vous travaillez). Pour réduire la surface
des boucles de masse, il n'y a pas de mystères, il faut faire courir tous vos
câbles (alim, signaux, Ethernet ...) le plus près possible d'une masse maillée
(dans une goulotte porte-câble métallique bien reliée à la masse à chacun de
ses côtés) ou d'un câble de masse. Et même le mieux dans ce cas (je ne vous
parle pas des câbles coax bien sur) c'est de torsader un fil de masse autour
des câbles en question. Vérifiez bien dans votre cas que tous vos câbles sont
bien accompagnés au plus près (ou torsadé autour) d'un fil de masse, et que
ce fil de masse est bien relié à des masses à chacune de ses extrémités.
A mon avis, si vous suivez bien toutes ces indications, vous images vous diront
merci.
Si malgrès ces "règles d'or" vos parasites ne sont pas significativement réduits,
sachez qu'il existe mieux que des bombes anti-poux : de bonnes références pour
en apprendre plus. Je peux vous en conseiller si vous le souhaitez.
A notez tout de mêmes que plusieurs domaines sont en marge de ces règles générales
et nécessitent une étude plus poussée. Il s'agit en particulier d'Ethernet (à
venir pour l'Ethernaude) et des petits signaux. Dans ce cas, en effet, il peut
(c'est conditionnel) ne pas être souhaitable de ne pas relier la masse des petits
signaux à la masse du reste du système. Mais ça demande également que tout le
système soit conçu dans ce sens.
A+
Guillaume PREVOST
Message de Christian Buil du 22 décembre 1999
> Il me reste cependant une question. J'ai un niveau d'offset de 4800
> environ (acquisition 0 sec en binning 2x2 dans l'obscurité totale).
> Je le trouve élevé, est-ce normal avec un KAF 401 (sans E) ?
>
> Cordialement.
> Michel Desevaux
C'est en effet un niveau assez élevé, mais il n'est pas anormal.
Il n'y a pas vraiment de solution directe pour le réduire tel que la
caméra est conçue (pas de compensation d'offset integré).
On observe donc en gros l'offset naturel du KAF-0401. Il n'est pas en pratique
gênant, mais je peux comprendre que vous vous posiez des questions. Cet
offset mange environ 15 pourcents de la dynamique, ce qui n'est pas trop dramatique
tout de même.
Il y a cependant un moyen relativement simple de le réduire en diminuant
le gain de la caméra. Celui-ci est de 2 électrons par pas codeur,
ce qui est très élevé. En le réduisant (par exemple
à 3 électrons par ADU) vous allez descendre l'offset en proportion
(en principe, à partir du moment où le clamp ne produit qu'un
offset négligeable). La modification du gain est relativement simple
sur Audine et sans danger pour le CCD. Le gain de l'ampli est donné par
le rapport des résistances R20 et R18 auquel on ajoute 1. Dans le montage
proposé on a 1+R20/R18=15K/1K=16. Vous pouvez essayer de donner à
R20 une valeur de 12K, ce qui donne un gain de 12. Il n'est pas nécessaire
de dessouder R20 pour cela, il suffit de câbler une résistance
de forte valeur en parallèle sur celle-ci (côté soudure
si possible, mais attention aux courts-circuits et ne vous trompez pas de composant).
Si R0 est la valeur de la résistance soudée en parallèle,
la nouvelle résistance de l'ensemble sera : 1/(1/15K + 1/R0).
Par exemple si vous faites R0=47K, alors la valeur de la résistance de
contre-réaction sera de 11.5K environ et le gain de 12 environ.
Il faut bien sûr manipuler correctement un fer a souder pour faire cela,
mais c'est pas trop dur. Il est à noter que le fait de diminuer le gain
dans la proportion qui vient d'etre donnée ne change pas significativement la
détectivité de la caméra du fait du niveau de bruit (environ
16 electrons RMS).
Mais ATTENTION, la valeur de 15K pour R20 n'est pas choisie par hasard sur Audine.
Elle permet de ne pas etre gêné par la limite de dynamique intrinsèque
du CCD. Dans Audine, j'ai pris des marges pour être sûr que ça
passe pour tous les CCD. Peut etre que le KAF-0401 a plus de dynamique interne
que le KAF-0400 (je n'ai jamais utilisé un KAF-0401). Dans ce cas il
est donc possible de réduire la valeur de la résistance de contre-reaction
R20. Mais dans ces conditions aussi, il est extrêmement important de vérifier
que vous n'atteignez pas la saturation du CCD avant d'arriver au niveau 32767.
Pour ce faire il faut chercher a éclairer juste ce qu'il faut le CCD
pour dépasser 32767, et bien vérifier que ce chiffre est bien
atteint (ne pas sur-éclairer le CCD car d'autres phénomenes interviennent
alors). Une configuration idéale pour ce test consiste à vous
mettre dans une pénombre bien prononcée et de poser quasiment
0 seconde tout en laissant le faible éclairement durant la lecture. Le
résultat est une rampe dans l'image (phénomène de smearing).
Il faut s'arranger pour que la rampe atteigne 32767 vers le milieu de l'image.
Vous verrez alors si le passage à la saturation se fait dans de bonnes
conditions.
S'il y a des volontaires pour réaliser cette manip avec par exemple des
KAF-0401(E), c'est bien.
Toujours dans le cadre de manipulations intéressantes, il y a eu quelques
débats ici sur la question des masses dans Audine. Une optimisation a
ce niveau est succeptible de réduire le bruit. Mais c'est un sujet délicat
et il n'est jamais évident de gagner dans ce genre d'affaire. Robert
Soubie notamment avait soulevé ce probleme malgré tout important.
Ca serait bien si vous avez constaté des choses sur Audine et si vous
avez experimenté sur celle-ci, que vous fassiez (ou re-fassiez) un compte-rendu
sur la liste afin de réaliser une synthèse.
Christian Buil
Message de Michel Desevaux du 23 décembre 1999
Bonjour à tous,
D'après Kodak la tension de saturation du signal vidéo d'un KAF
400 est de 450 mV en valeur nominale (ce qui correspond à 45 ke, niveau
de saturation d'un pixel). Par contre, pour un KAF 401 (avec ou sans E) Kodak
annonce un niveau de saturation minimum de 85 ke soit une tension de saturation
de 850 mV. En principe, avec un KAF 401 il serait possible de diminuer encore
davantage le gain de l'étage amplificateur de sortie. Par exemple à une valeur
de 9 (en plaçant une résistance de 18k en parallèle sur R20).
Cela permettrait de diminuer l'offset d'un facteur de presque 2 et de bénéficier
du surcroît de dynamique proposé par les capteurs KAF 401. 2 electrons
par ADU, cela correspond a 32768*2 = 65ke environ pour une conversion pleine
échelle. D'aprés les spécifs Kodak, certains capteurs KAF 400 devraient saturer
avant le convertisseur AD. Je vais essayer de realiser la manip avec le KAF
401 en fixant le gain à 9. Si le CCD sature avant d'arriver à 32768 ADU, je
passerai le gain à 12 comme l'indique par Christian.
Michel Desevaux
Message de Michel Desevaux du 27 décembre 1999
Bonjour à tous,
J'ai effectué la manip en plaçant une résistance de 18k en parallèle sur R20
afin de fixer le gain de l'ampli de sortie à 9 au lieu de 16 (sur mon Audine
équipée d'un KAK 401 sans E). Le niveau d'offset qui se situait à 4800ADU est
passé à maintenant à 2800 ADU environ, ce qui est normal. Le convertisseur AD
sature bien avant le CCD, le niveau 32767 est bien atteint. La caméra fonctionne
correctement. La caméra bénéficie un peu plus du surcroît de dynamique
offert par le KAF 401 tout en offrant un niveau d'offset réduit. C'est peut
être dommage de s'en priver, d'autant plus que la manip est relativement simple.
Michel Desevaux
Message de Philippe Viaud du 27 avril 2000
Je suis actuellement en phase de test de mon Audine avec KAF 401. Mon offset est aux environs de 4000 comme d'autres l'ont relaté avant moi. D'après ce que je crois avoir compris, je dois diminuer le gain et modifier R20 ou plutôt souder une résistance en parallèle sur R20. Certains proposent une 18 K pour un résultat de 8,2 K et donc un gain de 9. D'autres une resistance de 47 K d'ou un résultat de 11 K et un gain de 12. Quelle est la meilleure solution? D'autre part faut-il souder la resistance côté CI ou côté soudures ? Merci pour ces renseignements.
Amicalement
Philippe Viaud
Message de Christian Buil du 27 avril 2000
Je pense qu'il peut y avoir des différences sensibles entre les CCD et même avec un KAF-0401 le seuil de saturation est difficile à estimer. Personnellement je ne tenterais pas le diable et je viserais un gain de 12. Il ne faut vraiment pas chipoter sur cette histoire d'offset : le fait de gagner ou perdre quelques centaines de pas codeur n'est pas déterminant en pratique. En revanche il me paraît plus critique d'écrêter les signaux au sommet de la dynamique car ça peut amener, par exemple, des erreurs en photométrie. Et puis cela conduit aussi à une perte de dynamique, mais par l'autre bout. En tout cas l'expérience de chacun est importante et ne pas hésiter à faire part de vos résultats ici. Quant au côté du montage, je précauniserais le côté soudure, c'est plus propre et on risque moins les faux contact en principe. Mais attention alors à éviter les courts circuits avec les plots de soudures voisins (couper court les pattes de la résistance à mettre en place). Notez que vous pouvez opter pour une résistance 1/4 W si vous avez un soucis de place.
Christian Buil
Message de Jacques Michelet du 27 avril 2000
Bonjour,
Concernant la manip de changement de résistance, il n'y a pas de réponse ferme.
Tout dépend du capteur CCD lui-même, et du nombre d'électrons à partir duquel
il va saturer. Donc il faut essayer avec différentes valeurs jusqu'à trouver
l'optimum. Ceci conduit au point suivant : l'endroit où il convient de souder
la résistance en parallèle importe peu. Seule compte la praticité de la chose,
de façon à pouvoir souder et dessouder aisément la résistance à mettre en parallèle.
En ce qui me concerne, j'ai soudé une résistance de 18k du côté composants à
"cheval" sur celle existante.
Jacques Michelet
Message de Claudine Rinner du 27 avril 2000
Salut Christian, salut à tous
> Je pense qu'il peut y avoir des différences sensibles entre les
> CCD et même avec un KAF-0401 le seuil de saturation
> est difficile à estimer. Personnellement je ne tenteraiz pas le
> diable et je viserais un gain de 12.
Si on considère que la sortie de l ampli du ccd est de 10uV/e et que le convertisseur convertit la totalité des 10v on obtient 10v/12 (ampli)/10uv= 83333e sachant qu'un KAF401(E) a une capacité minimum de remplissage de 85000e (100000 nominal) ça semble ok. Mais en binning 2x2 la capacité totale passe à 400000e (4x100000). Est-ce à dire qu en binning 2x2 on n'utilise plus que 20% de la dynamique du CCD ? (voire même 15% avec la résistance d'origine).
Claudine
Message de Thierry Tribollet du 27 juillet 2000
Bonjour,
Suite à une suggestion de C. Buil, je voudrais vous faire part de mes modifications
suite à l'achat du KAF401. Tout d'abord, j'ai fait en sorte de respecter les
caractéristiques d'alimentation d'après les datasheet du KAF401 seule petit
truc, chez moi D8 = 3 diodes 1N4148 car je n'ai pas trouvé facilement à l'époque
une zener de 2.4 V ( pour moi Vss = 2.03 V). Sinon, suite aux discutions de
la liste et parce que mon offset était de 4080 ADU pour un gain de 2 e-/ADU
j'ai câblé en parallèle une résistance métallique (1%) de 25 KOhm sur R20. le
câblage en parallèle a l'avantage de ne pas désouder les pistes. le calcul est
le suivant Si on considère un charge maximale de 85000 e- ( Nb e- par pixel)
pour 32767 ADU (e- = électron et 32767 ADU correspond à la conversion du CAN
sur 15 bits) le gain théorique doit être de 2.6 e-/ADU mais, on peut tenir compte
de l'offset qui s'ajoute au 85000 e-, donc le gain optimal devient (on peut
raisonner aussi comme une dynamique moins grande en enlevant les ADU dus à l'offset
mais il faut penser au ADU du nouveau gain) Gopt = ( Nb e- pixel max + nb e-
d'offset) / ( nb ADU max issu du CAN) Une mesure de l'offset et une mesure du
gain (voir CCD et Télescope ou Prism V4) permettent de quantifier le nombre
l'électrons (en fait une tension d'offset est équivalente à des électrons s'ajoutant
aux électrons des pixels) j'ai quantifié à 9150 e- pour mon capteur KAF401 (gain
2.1 e-/ADU et offset 4360 ADU) je trouve alors Gopt = ( 85000 + 9150 ) / (32767)
= 2.9 e-/ADU Avec Audine le gain de l'ampli est donné par G = 1 + ( R20 / R18
) les valeurs initiales sont R20 = 15 K et R18 = 1 K soit G = 16 comme le CAN
convertit 10 V = 0.3 mV/bit cette amplification conduit à 0.3/16 = 19 µV/bit
comme la sensibilité de l'étage de sortie du CCD est de 10 µV/e- ce qui conduit
à g = 1.9 e-/ADU (voir doc CD audine : le KAF sous toutes ses coutures) On reprend
le calcul en inverse en prenant g = 2.9 e-/ADU on calcul R20opt = (0.3/29e-3)
- 1 = 9.34 * R18, soit R20opt = 9 ou 10 K en mettant en parallèle deux résistances,
on obtient R20' = 24.75 K (1/R20equiv = 1/R20 + 1/R20' ou R20' = (R20 * R20opt)
/ (R20 - R20opt) ) Comme ceci est un calcul théorique et dépend ensuite de votre
stock de résistance j'ai choisi de prendre R20 = 25 K soit un gain théorique
G = 10.375 et g = 2.9 e-/ADU Mon offset est maintenant de 3090 ADU et je ne
sature pas en dessous des 32767 ADU. Si l'on augmente trop la valeur du gain,
la saturation sera obtenu avant les 32767 ADU. Enfin, pour terminer ces détails
techniques, l'offset peut varier avec la température. Je pense que cette variation
est due au temps de lecture du CCD. Il faut 5 s pour lire la matrice (même avec
T = 0s d'intégration) c'est 5s sont suffisantes pour générer des charges thermiques
qui font augmenter la valeur de l'offset. Je n'ai pas constaté de variation
entre -15 et + 10°c
Thierry
Message de Leonel Lopes du 24 mai 2000
Bonjour à tous.
J'ai continué les tests avec le CCD. Tout a l'air de fonctionner correctement.
Mais le AD713 (U6) chauffe! ? :-( Est-ce normal ?
Leonel
Message Leonel Lopes du 29 juin 2000
Bonjour,
J'ai enfin réussi à obtenir une image concrète avec l'audine.
J'ai tout de même une question concernant le composant qui chauffe (U6 - AD713JN)
dans ma caméra:
En regardant en détail la partie amplification (entre le CCD et le CAN), le
dernier étage est un inverseur (avec R23 et R24). La valeur de ces résistances
est de 1K. En supposant que l'étage précédent soit en saturation, soit 13V environ,
il circule un courant de 13mA dans ces résistances. Dans cette condition, il
est normal que le composant chauffe. J'envisage de changer la valeur de ces
résistances par une valeur de 10K (ce qui limite à 1,3mA, largement suffisant).
Je ne comprend pas pourquoi ces résistances sont si faible? Si quelqu'un a un
renseignement qui justifie la valeur de 1K, faites-le moi savoir.
Merci
A+
Leonel
Message de Christian Buil du 29 juin 2000
Non il n'a a pas de raisons precises à ces valeurs de 1K, et tu as sans doute raison, il faudrait augmenter leur valeur. Essaye de faire la modif et analyse si la caméra se comporte à l'identique (ou mieux !). Mesure par exemple le bruit de lecture en faisant des poses dans l'obscurité, et compare avant et apres modif. Tâche de nous tenir au courant. En ce qui concerne le gain, il est un peu fort pour etre sûr de couvrir la dynamique de tous les KAF. Au début de la mise au point de Audine j'ai rencontré des KAF qui écrêtaient le signal avant que le signal dépasse la dynamique de 15 bits. Kodak a manifestement revu son circuit de sortie des CCD (séries KAF-0401 et KAF-401E et leur équivalent en 1602 et 1602E). On a souvent parlé de cela sur cette liste et cela vaut le coup de faire le test avec un gain de 10 a 12 comme tu le suggères en faisant bien le contrôle du seuil de saturation (plusieurs personnes ont fait cette modif). Je pense que cet ete je devrais faire un lifting du site Audine qui reprend les suggestions des uns et des autres. Si vous en avez sous le coude ou expérimentez des modifs interessantes, n'hésitez pas à nous en faire part ici ! En tout cas, bravo à tous d'avoir choisi Audine et bonnes observations.
Christian Buil
Fonctionnement anormal avec la coupure de l'ampli :
Message de Angelo Salmaso du 26 juillet 2000
Bonjour à tous, je suis Angelo Salmaso un utilisateur de la caméra AUDINE parce que mon association (Gruppo Astrofili di Padova) l'a achetée quelques mois après. Je vous écrit (et pardonnez mon français très rouillé) pour signaler un problème constructif de la caméra qui se présente surtout avec le KAF401E. Le problème est grave pour la vie du CCD parce que peut l'endommager. Il se présente avec la fonction d'exclusion de l'amplificateur du CCD. Cette fonction est obtenue par le chip U5 (MAX333A) avec les pins 13,14,12. Le pin 13 est uni au pin 3 (VDD) du CCD, le pin 14 est joint aux 15V mais le pin 12 est porté à la masse. Le problème est le pin 12 et la connexion à la masse. Kodak spécifie que le pin VDD du CCD doit être au minimum porté à la valeur du VSS qui dans le cas du KAF401E est de 2,4V. Alors si nous faisons une connexion avec la masse l'amplificateur du CCD est polarisé inversement (-2,4V). Ca n'est pas bon pour le CCD qui peut s'endommager ou voir diminuer ses performances avec le temp. Le problème est moins important avec le kaf400 parce que la tension du VSS est de ~0.7V. Je pense que le Kaf401E ne s'endommage pas tout de suite parce que la résistance du MAX333 est de 30-40 ohm, suffisant pour diminuer l'effet de l'inversion de polarisation. Un amateur astromome de mon association (Marco Fiaschi) a aussi contacté les techniciens kodak qui lui ont dit que l'amplificateur est "mort" même avec une valeur de VCC de 5V et lui ont confirmé qu'il est dangereux d'inverser la polarisation de l'amplificateur. La solution est très simple et économique : on doit éliminer la connexion du pin 12 du chip U5 à la masse et la connecter avec la diode zener D8 du côté du pin 6 (VSS) du CCD directement ou par une résistance de (par exemple) 10 ohm. On peut agir en mode drastique avec l'interrution de la connexion physique dans la carte imprimée ou, plus simplement plier le pin 12 du chip U5 (pas de connexion à la masse) vers le haut et lui souder le fil avec la résistance unie à la zener D8. J'espère que mon explication est claire et utile, mais si n'est pas ainsi, je peux vous envoyer un dessin explicatif.
Salutations,
Angelo Salmaso
Message de Christian Buil du 27 juillet 2000
Merci Angelo pour ton message. Je reconnais qu'il est assez violent de
mettre à la masse le VDD du CCD, mais comme tu le souligne c'est au travers
d'une résistance de l'ordre de 30 ohms (le MAX333). Je n'ai pas vraiment
eu d'état d'âme avec le KAF-0400, mais il est vrai qu'avec le KAF-0401E
c'est un peu différent et cela m'a échappé lorsqu'on a
fait le passage KAF-0400 vers KAF-0401E. Il passe 80 mA en inverse environ dans
l'ampli. Difficile de dire si c'est critique, mais c'est assurement un fonctionnement
anormal. Cependant pas de panique, il n'y a jamais eu à ma connaissance
de problème avec la coupure de l'ampli, y compris avec les réglages
pour le KAF-0401E (mais on n'a pas bien sur un suivi strict de la vie de toutes
les caméras). J'utilise cela depuis bien longtemps et d'autres personnes
aussi et je n'ai constaté aucune baisse de performance. La solution que
tu proposes est la bonne pour rendre le schema conforme aux specifications de
Kodak. Pour ceux qui peuvent ou veulent la mettre en application à titre
conservatif je rappelle comment proceder :
1) déconnecter la broche 12 de U5 de la masse. Je n'ai pas de circuit
imprime sous la main, mais je pense que le broche 12 du support de U5 part directement
sur le plan de masse. Pas facile si c'est le cas de couper la liaison. Lever
la patte 12 de U5 est assurément le plus simple, même si ce n'est
pas joli (bien la lever, il ne faut pas faire court-circuit avec la douille
dans laquelle la patte doit normalement s'enficher)
2) relier avec un fil fin (stile fil à wrapper) la broche 12 de U5 déconnectée
de la masse avec la tension Vss que l'on récupère sur la diode
D8 (attention à ne pas se tromper de sens avec la diode, il faut se brancher
sur le côté qui va vers la broche 6 du CCD). Par mesure de sécurité,
une résistance de 20 à 30 ohms peut effectivement être interposée
entre la broche 12 de U5 et la tension Vss.
Christian Buil
Connection manquante sur la carte supérieure :
Message de Bernard Heathcote du 26 décembre 2001
While changing zener diodes, to change from KAF-401 to 401E CCD, I found that on the superior (upper) PCB there is NO connection from +C19 to D6/R15. I only noticed this when comparing the physical PCB to the 'cote soudure' silk-screen diagram. Has this problem been reported before? My circuit boards were purchased from Essentiel Electronique in September,1999. Please excuse my use of English, but I believe this may be important. If this is new information could someone please translate into French for this group?
Bernard Heathcote
Message de Christian Buil du 4 mai 2002
Il semble que plusieurs personnes ont détecté presque simultanément ce petit problème PCB de liaison entre le coté PLUS de la capa C19 et le couple D6/R15. L'alimentation en question concerne un anneau de garde, je suppose autour de l'ampli du CCD (?). L'impédance de cette entrée est très élevée (10Mo). C'est une tension je pense peu critique et des centaines de caméras Audine fonctionnent avec ce bug. La capa de découplage C19 est probablement un luxe ici, mais j'avais pris mon parti de découpler toutes les tensions dans le schéma de base. Si vous avez l'occasion, parce que vous montez votre caméra actuellement, vous pouvez refaire la liaison manquante avec un petit fil à waper soudé, ça ne peut pas faire de mal. Pour les autres, je crois qu'il n'est pas vraiment utile de rouvrir la caméra. It's not a critical problem Bernard !
Christian Buil
"Sur la carte supérieure, penser à souder certains composants du côté dessous afin de gagner de la place en prévision de l'installation d'un obturateur" (Vincent Steinmetz)
Message de Christian Buil du 8 juillet 1999
> A la sortie, comment se traduit le "parasitage" de l'image ?
Bien sûr il peut y avoir un disfonctionnement brutal et bien visible
qui peut se traduire par de forts parasitages, des lignes noires dans l'image.
Le problème saute alors aux yeux. Cependant, le test fondamental est
toujours le même : réaliser des images dans l'obscurité
totale et mesurer le bruit. Idéalement, voici comment procéder :
1) refroidir le CCD si possible
2) faire une image d'offset (dans le noir et avec un temps de pose de zéro)
3) refaire une image d'offset dans la foulée
4) soustraire ces deux images acquises en ajoutant une constante pour mieux
voir (sous Pisco lancer une commande du genre SOUST I 1000)
5) visualiser le resultat avec des seuils assez serres (genre VISU 1100 900)
6) tracez a la souris une rectangle de 20 a 30 pixel dans le coin inferieur
droit (le plus proche de l'ampli de sortie) et mesure le bruit (menu contextuel
par clic droit et commande statistique puis valeur retournée par l'écart
type).
7) divisez par racine de 2 pour avoir le bruit de lecture (ecart type/1.414)
Ca donne le bruit de lecture en ADU.
8) sachant que sur Audine le gain est de 1.9 a 2.0 électrons par ADU,
multiplez le résultat par 2 pour trouver le bruit en électrons.
Note importante : toutes les images doivent être réalisées
en binning 1x1.
Cette procédure est déjà plus ou moins décrite avec
illustrations sur le site au chapitre de la mise au point de la caméra.
A ce stade, vous ne devez pas avoir constaté à l'oeil dans l'image
après soustraction de phénomème structurel : l'image sera
granuleuse mais uniforme (pas d'effets de vagues par exemple). Côté
bruit, il faut trouver une valeur comprise entre 15 et 20 électrons.
Faites ce test avec un câble court, puis avec un câble long, et
comparez l'évolution. Lors de la mise au point d'Audine il est apparu
qu'avec des câbles d'imprimantes standard le bruit augmente sensiblement
(25 - 30 electrons) pour des longueurs de 10 mètres. Au delà,
la caméra présente des parasitages très visibles. J'ai
eu cependant de fortes variations en fonction de l'origine du câble et
celui de Philippe Dupouy a l'air vraiment très particulier. Le contrôle
du fonctionnement de la camera à partir d'images d'offset est bien sûr
valable pour des tests d'alim. Tenez nous au courant...
Christian Buil