Entwicklung von CCD-Detektoren für hochauflösende optische Speckle-Masking-Interferometrie und astronomische Anwendungen:
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INHALT S VERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 7
2 AUFBAU EINER DIGITALEN CCD-SPECKLE-KAMERA 12
2.1 AUFBAU EINER SPECKLE-KAMERA. 12
2.2 DIE CCD-KAMERASYSTEME. 15
2.2.1 DIE CCD-II-KAMERA - ERSTE VERSION EINES 5122-SYSTEMS . 15
2.2.2 DIE CCD-III-KAMERA - SYSTEM MIT DIGITALER CCD-SIGNALVERARBEITUNG.
16
2.2.3 BESCHREIBUNG DES SYSTEMS. 16
2.3 SCHWERPUNKTE BEI DER ENTWICKLUNG. 19
2.3.1 VERRINGERUNG VON STOERUNGEN DER SPATIALEN FREQUENZINFORMATION. 19
2.3.2 OPTIMIERUNG DER CCD-SIGNALVERARBEITUNG. 22
3 OPTIMIERTE CCD-SIGNALVERARBEITUNG 24
3.1 CORRELATED DOUBLE SAMPLING. 25
3.1.1 FUNKTION DES CORRELATED DOUBLE SAMPLING. 25
3.1.2 DIGITALES CORRELATED DOUBLE SAMPLING. 27
3.2 RAUSCHFILTERUNG. 29
3.2.1 KOMBINIERTE ANALOG-DIGITALE FILTERUNG. 32
3.2.2 ANFORDERUNGEN AN DIE ANALOGE SIGNALVERARBEITUNG UND FILTERUNG . 32
3.2.3 RESULTATE DER FILTEROPTIMIERUNG. 33
4 UNTERSUCHUNG DER SYSTEMEIGENSCHAFTEN DER KAMERA 35
4.1 EIGENSCHAFTEN DER ANALOGEN UND DIGITALEN CCD-SIGNALVERARBEITUNG. 35
4.1.1 EIGENSCHAFTEN DER ANALOGEN SIGNALVERARBEITUNG. 35
4.1.2 RAUSCHUNTERDRUECKUNG MIT DIGITALER FILTERUNG. 37
4.1.3 EXPERIMENTE ZUM DIGITALEN CORRELATED DOUBLE SAMPLING. 37
4.2 EXPERIMENTE ZU CCD- UND KAMERAEIGENSCHAFTEN. 39
4.2.1 ANALYSE VON CCD-DUNKELSTROMBILDEM. 39
4.2.2 LINEARITAET DER CCD-KAMERA. 42
4.2.3 BESTIMMUNG DES KONVERSIONSFAKTORS UND DES AUSLESERAUSCHENS . 43
4.2.4 MESSUNG DER LADUNGSTRANSPORTEFFEKTIVITAET DES CCD-SENSORS. 46
5 BILDVERARBEITUNGSTHEORIE UND ASTRONOMISCHE ANWENDUNG 48
5.1 THEORIE DER SPECKLE-DATEN-VERARBEITUNG. 48
5.1.1 ENTSTEHUNG VON SPECKLE-INTERFEROGRAMMEN. 48
5.1.2 SPECKLE-INTERFEROMETRIE . 48
1
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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2
INHALTSVERZEICHNIS
5.1.3 DIE SPECKLE-MASKING-METHODE . 49
5.1.4 KOMPENSATION VON RAUSCH-BIAS-TERMEN. 50
5.2 BEOBACHTUNG DES STARBURST-STERNHAUFENS R64. 54
5.2.1 SPECKLE-MESSUNGEN MIT DER NEUEN CCD-III-KAMERA . 54
5.2.2 AUSWERTUNG DER SPECKLE-DATEN. 54
A CCD-GRUNDLAGEN 62
B THEORIE DER MESSMETHODEN 66
B.L DAS 2-1) POWERSPEKTRUM. 66
B.L.L BEZIEHUNG /WISCHEN ELEKTRISCHER FREQUENZ UND SPATIALER FREQUENZ.
66
B.L.2 BANDBREITE EINES KLEMENTES DES DISKRETEN 2-D POWERSPEKTRUMS. 68
B.L.3 NACHWEISGRENZE FUER STOERUNGEN IM POWERSPEKTRUM. 68
B.2 QUANTITATIVES MASS FUER STOERUNGEN IM POWERSPEKTRUM. 71
B.3 KINFLUSS DER PHASENMODULATION DES ABTASTTAKTES. 72
B. L BERECHNUNG DER LADUNGSTRANSPORTEFFEKTIVITAET . 73
B. 5 RAUSCHMESSUNGEN. 74
B.5.1 VERSCHIEDENE RAUSCHDEFINITIONEN . 74
B. 5.2 MET HODEN DER RAUSCHMESSUNG . 75
C OPTIMIERUNG DER SYSTEMEIGENSCHAFTEN 78
C. L SIMULATIONSRECHNUNGEN ZUR ANALOG-DIGITALEN RAUSCHFILTERUNG. 78
C. L.L ANFORDERUNGEN AN DIE ANALOGE SIGNALVERARBEITUNG UND FILTERUNG .
80
C.L.2 ANALOG!' FILTEROPTIMIERUNG. 84
CM .3 AUFTEILUNG ZWISCHEN ANALOGER UND DIGITALER MITTELUNG . 86
C.2 EINFLUSS DER CCD-SENSORTEMPERATUR. 8S
C.3 MESSUNG DES PHASENRAUSCHENS DER CCD-TAKTE. 90
C.4 AUFSCHLUESSELUNG DER RAUSCHANTEILE . 91
C. 5 BESTIMMUNG DER ELEKTRONISCHEN VERSTAERKUNG. 92
D BESCHREIBUNG EINZELNER HARDWAREKOMPONENTEN 93
D. L SEQUENCER-MODUL ZUR TAKTSIGNALERZEUGUNG UND KAMERASTEUERUNG . .'.
93
D.2 AD-WANDLER-MODUL MIT DIGITALER CCD-SIGNALVERARBEITUNG. 97
D.3 VERSTAERKER MIT ARBEITSPUNKTSTABILISIERUNG UND RESET-AUSTASTUNG.100
D.L BESCHALTUNG DES CCD-SENSORS.101
E PSPICE-DATEI FUER FILTERSIMULATIONEN
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