Misure per contrastare il rumore durante
la fase di lettura del CCD
Accade talvolta che, dopo una lunga fase di preparazione, investimenti
in strumentazione ed accessori vari, le immagini scaricate dalla camera
CCD, magari dopo una posa di diversi minuti, risultino "rumorose". La cosa
farebbe perdere il lume della ragione, ma sforziamoci di analizzare la
situazione.
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Spesso si notano nell'immagine tenui tracce periodiche
sotto forma di ondulazioni trasversali che la attraversano in obliquo.
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Altre volte si osservano striature senza alcuna
periodicità e di livello piuttosto elevato ed assai evidenti.
Queste ultime risultano frequenti quando, come oramai avviene sempre, si
usa come interfaccia utente Windows 95 o 3.1.
Le prime sono causate da interferenze di origine
esterna quali la presenza di trasmettitori radio, video o anche telefonini
presenti nelle vicinanze oppure possono essere generate da interazioni
indesiderate tra le diverse sorgenti di tensione continua utilizzate per
alimentare la strumentazione o da accoppiamenti parassiti tra i diversi
tipi di segnali che fluiscono verso il telescopio. Tali fenomeni risultano
spesso così deboli da non essere notati mentre in alcune occasioni
possono dar luogo ad effetti evidenti essendo legate sia al livello dei
segnali esterni che provovano l'interferenza sia alla contingente sistemazione
e stesura dei cavi di comunicazione e di alimentazione della strumentazione.
Che fare? Non potendo rimuovere le cause delle
interferenze, si possono però adottare delle contromisure per minimizzarne
gli effetti. Elenchiamone alcune, pur nella consapevolezza della impossibilità
di rendere esaustiva ed univoca la soluzione.
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Minimizzare la lunghezza dei cavi di trasmissione
dati, soprattutto di quelli a piú elevata velocità e che
includono diversi conduttori, quali quelli di comunicazione parallela spesso
utilizzati nel collegamento con la camera CCD.
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Adottare cavi schermati (con schermatura estesa ai
singoli conduttori), porre la schermatura a massa collegandola all'involucro
metallico del PC se il processo di conversione A/D avviene su una scheda
montata su uno slot del computer oppure dalla parte della camera CCD se
questa contiene l'elettronica di conversione A/D. Questo accorgimento non
serve tanto a ridurre il rumore di origine EM che condiziona il segnale
analogico, ma risulta utile qualora si desideri estendere la lunghezza
dei cavi.
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Separare le alimentazioni dc della camera da quella
per il telescopio e le eventuali altre strumentazioni.
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Disporre i cavi in modo da non intrecciare quello
di trasferimento dati dalla camera CCD con gli altri cavi di comunicazione
e con quelli di alimentazione.
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Non sistemare, per quanto possibile, alimentatori
o motorini di ventole e pompe od altro in prossimità della camera
o dei cavi di comunicazione.
In generale, l'adozione di questi accorgimenti, o
solo di una parte di essi, risulta sufficiente a rimuovere gli effetti
delle interferenze elettromagnetiche in modo pressoché totale. Questa
discussione al riguardo non ha però l'ambizione della completezza
e l'elenco di misure indicato è senza dubbio suscettibile di miglioramenti.
Siete perciò pregati di trasmettermi eventuali suggerimenti!
Le striature che si originano nel caso (ii) rendono
pressoché inutilizzabili le immagini, essendo spesso di livello
molto piú elevato del segnale utile, si generano all'interno del
PC quando un sistema operativo come Windows gestisce piú applicativi
contemporaneamente sulla stessa macchina, oppure quando avvengono operazioni
di comunicazione attraverso le interfacce seriali e parallele oppure si
verificano operazioni di scrittura su disco rigido contemporaneamente al
processo di lettura del CCD. Nella mia esperienza apparivano, quando facevo
girare il programma di interfaccia con la camera CCD contemporaneamente
ad altri programmi sotto Windows 95, come dei gruppi di linee orizzontali
di livello piuttosto diverso rispetto alle altre sistemati a piú
riprese lungo l'immagine. Divenivano anche piú frequenti ed intense
quando sullo stesso PC collegavo il cavetto di comunicazione seriale con
il Computer Drive System della montatura LXD-600 del telescopio. Erano
invece quasi del tutto assenti quando non caricavo altri software oltre
a quello di interfaccia con la telecamera. Cessavano del tutto se facevo
girare tale programma sotto DOS.
In questo caso, dopo vari tentativi - non volendo
rinunciare alla consultazione di immagini d'archivio in linea, di basi
dati con relativo costante aggiornamento, alla modifica di testi, all'uso
di uno o piú planetari e al puntamento del telescopio mediante il
loro impiego e all'elaborazione delle immagini già disponibili mentre
se ne stanno acquisendo altre - la soluzione è stata quella di adottare
l'impiego di due PC: uno dedicato al collegamento con la camera CCD, e
l'altro impiegato per tutte le residue funzioni oltre che per l'eventuale
connessione ad Internet attraverso linea telefonica commutata. Il collegamento
tra i due computer è assicurato da una mini-LAN Ethernet realizzata
mediante l'inserimento sui due PC di una scheda NE-2000+. L'unica avvertenza
è che occorre fare attenzione a non attivare la trasmissione dati
tra di essi contemporaneamente alla lettura dell'immagine dalla telecamera.
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Figura 1. La strumentazione di base dell'osservatorio
di Castelmartini - Pistoia.
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Data ultimo aggiornamento 98/06/26
Desidero ringraziare per i preziosi suggerimenti
che hanno contribuito a migliorare la stesura ed il contenuto di
questa pagina:
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Giovanni Gherardi - Arcetri Astrophysical Observatoir
- Largo E.Fermi 5 - I-50125 Firenze Italia
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Enrico Prosperi -- Email:
e.prosperi@itisfedi.pt.it
Professore di Elettronica e Telecomunicazioni
Istituto Tecnico Industriale "Silvano Fedi" - via Panconi
39 - 51100 Pistoia - Italy - Tel. 573-23185/6 |