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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik RauschfreieSpannungs-/Stromquelle


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Autor: Chris M. (chris-m)
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Hallo,

ich brauche eine "absolut" rauschfreie Spannungsquelle (Rauschen < 
1/120.000) wäre ok.
Dabei ist mir ein Akku in den Sinn gekommen. Eine Drift der Spannung ist 
zwar auch bescheiden aber bei weitem nicht so schlimm wie ein Rauschen.
Ich brauche ca. 150mA und etwa 1,9V (so genau geht es dabei nicht, nur 
ändern darf es sich nicht) und das für ungefähr 30 Minuten konstant.
Meine Lösung eine 70Ah Autobatterie + Widerstand.
Nun meine Frage, ist das dämlich oder geht das so oder gibt es eine 
bessere Lösung?

LG Chris

Autor: Mark S. (voltwide)
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Ja

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Chris M. schrieb:
> Nun meine Frage, ist das dämlich oder geht das so oder gibt es eine
> bessere Lösung?

Wieder ein XY-Problem.
Antwort auf eine Multiple-Choice-Frage kann niemals nur "Ja" sein, 
richtig ist hier "ja, nein, ja".
Akku rauscht, Widerstand rauscht (und raucht, und ist nicht konstant).

Wozu?

Autor: Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack (Gast)
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Und das Ganze soll was werden ?

Autor: Chris M. (chris-m)
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ich muss eine LED für ein Kamerasystem damit betreiben, die Kamera hat 
16 bit  (65.000 Stufen)und das Rauschen der Lichtquelle muss kleiner 
sein als die Auflösung der Kamera.
(bitte keine Fragen zur Kamera, die ist wirklich so gut)
Ich kann auch keine super tolle Fertiglösung kaufen weil ich das Teil 
absolut dringend noch in dieser Woche brauche.
Die Lösung muss also aus Teilen bestehen die alle je unter 410€ kosten 
(bitte keine Fragen dazu das kann ich einfach nicht ändern) und 
innerhalb zwei Tagen geliefert werden (RS-Online oder Conrad) oder die 
ich am besten vor Ort beim Conrad oder im Baumarkt oder so kaufen kann.

Autor: Der Zahn der Zeit (Gast)
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Rauschen ohne den zugehörigen Spektralbereich zu spezifizieren ist sehr 
sinnlos.

Eine Quelle mit ~16 µV Rauschschspannung (1,9 V / 120.000) im 
Audiobereich (20 - 20000 Hz) ist ziemlich trivial. Es gibt praktisch 
kein Bauelement, was ohne Not mehr Rauschen erzeugt. 1/100 davon wäre 
eher eine Herausforderung - aber keine große.

Autor: Peter M. (r2d3)
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Chris M. schrieb:
> beim Conrad oder im Baumarkt oder so kaufen kann.

stabil auf 1/120000 und 1,9V 150mA?

Habe ich eben noch zwei bei Hornbach gekauft.

Hier noch ein paar alternative Baumärkte:

Bahr
Praktiker
Obi-Wan-Kenobi
Hagebau
Toom

Ich würde in der Pflanzenabteilung fragen.

Jetzt aber schnell, in 21 Minuten schließen die Märkte!

Beim Edeka hier um die Ecke gibt es aber auch 
Stromspannungsspezialisten:

Beitrag "Erfolgreich auch ohne Physikkenntnisse - so geht's"

Ich wünsche Dir viel Erfolg bei Deinem Anliegen.
Lass' mal wieder was von Dir hören.

Bist Du der Bruder von Matthis?

Autor: Chris M. (chris-m)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Rauschen ohne den zugehörigen Spektralbereich zu spezifizieren ist sehr
> sinnlos.

vor der LED ist ein Filter 660nm, 2nm FWHM.

: Bearbeitet durch User
Autor: Chris M. (chris-m)
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sorry, du meintest wahrscheinlich ein anderes Rauschen.
Die Kamera hat eine Belichtungszeit von 100µs

Autor: Peter M. (r2d3)
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Chris M. schrieb:
> (bitte keine Fragen dazu das kann ich einfach nicht ändern)

Nein, bestimmt keine Fragen!

Und Lastschwankungen von 150mA verursachen auch keine Schwankungen 
größer als 8ppm?

Kinderspiel. Das steckt Dir meine Oma auf dem Steckbrett in 5 Minuten.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Peter M. schrieb:
> stabil auf 1/120000 und 1,9V 150mA?

Im Grunde ist mir egal was die Stromquelle macht, die Ausgangsleistung 
der LED sollte weniger als 1/120.000 rauschen. Ich vermute jetzt einfach 
das hier ein direkter Zusammenhang besteht.

Autor: Peter M. (r2d3)
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Chris M. schrieb:
> Im Grunde ist mir egal was die Stromquelle macht, die Ausgangsleistung
> der LED sollte weniger als 1/120.000 rauschen. Ich vermute jetzt einfach
> das hier ein direkter Zusammenhang besteht.

Eben war es noch eine Spannungsquelle, jetzt ist eine Stromquelle.

In die Ausgangsleistung geht die Spannung aber quadratisch ein.

Jetzt muss die Spannung also nicht auf 8 ppm, sondern die Leistung auf 8 
ppm genau geregelt werden?

Na, dann sollte die Spannung etwa auf < 3ppm stabil bleiben, damit die 
Leistung das auf 8 ppm tut.

Was Du da machst, riecht verdächtig nach einer Repulsine.

: Bearbeitet durch User
Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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>LED-Beleuchtung
>Feste Spannung
KEK

Ein analoger Stromregler nach Wahl, ein nicht zu versifftes Netzteil und 
you're good to go.
Sicher, das du 150mA durch eine LED jagen willst? Oder ist das nicht 
doch eher eine Parallelschaltung? Dann: Reihenschaltung und mehr 
Spannung bei weniger Strom ist besser...

Autor: tja (Gast)
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Nur aus Interesse, was hast du da für eine Kamera. Kannst du Details 
nennen?

Autor: Rainer V. (a_zip)
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Der Zahn der Zeit schrieb:
> Rauschen ohne den zugehörigen Spektralbereich zu spezifizieren ist sehr
> sinnlos.

Also du hast keine Ahnung...und davon auch noch nichts...
Gruß Rainer

Autor: Chris M. (chris-m)
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Jens M. schrieb:
> Ein analoger Stromregler nach Wahl, ein nicht zu versifftes Netzteil und
> you're good to go.

ich kann das hier nicht finden:
https://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/stromversorgung/

und bei dem was ich hier finde weiß ich nicht ob das analog ist
https://www.conrad.de/de/p/led-konstantstromquelle-6-w-150-ma-40-v-strombegrenzung-barthelme-66004406-betriebsspannung-max-264-v-ac-264-v-dc-1518541.html

gibt es für den analog Stromregler noch nen anderen Namen?

Autor: Chris M. (chris-m)
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Rainer V. schrieb:
> Also du hast keine Ahnung...und davon auch noch nichts...
> Gruß Rainer

Wenn ich selbst Ahnung hätte würde ich nicht fragen...

Autor: Chris M. (chris-m)
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Jens M. schrieb:
> Sicher, das du 150mA durch eine LED jagen willst? Oder ist das nicht
> doch eher eine Parallelschaltung? Dann: Reihenschaltung und mehr
> Spannung bei weniger Strom ist besser...

ja, es ist nur eine LED und die verträgt bis zu 500mA, brauche ich aber 
nicht.
Falls es das Rauschen verbessern würde (glaube ich aber nicht, weil sie 
dann ja wärmer wird) könnte ich die überschüssige Leistung auch mit 
Filtern wieder verbraten.

Autor: tja (Gast)
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denk auf alle Fällte daran, dein Licht thermisch einschwingen zu lassen!

Autor: MaWin (Gast)
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Chris M. schrieb:
> Nun meine Frage, ist das dämlich

Konstante Spannungen sind recht einfach rauscharm zu bekommen weil man 
filtern kann, mit RC oder LC Filtern.
Aber Widerstände rauschen auch, also nicht zu hochohmig, verbietet sich 
bei 150mA sowieso.
Dass ein Akku in 30 Min micht über 1/65000 in der Spannung nachlässt 
halte ich bei 150mA aber für unwahrscheinlich.

LEDs wollen aber keine rauscharme Spannung, sondern rauscharmen Strom. 
Als Filter also eigentlich eine Spule. Aber Spulen fangen sich 
magnetische Wechselfelder ein. Also Ringekern, abschirmen und doch 
Kondensatoren für rauscharme Spannung vor der Spule.

Autor: Chris M. (chris-m)
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tja schrieb:
> denk auf alle Fällte daran, dein Licht thermisch einschwingen zu lassen!

Danke, mache ich. Das dauert fast eine halbe Stunde...

Autor: Chris M. (chris-m)
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MaWin schrieb:
> Dass ein Akku in 30 Min micht über 1/65000 in der Spannung nachlässt
> halte ich bei 150mA aber für unwahrscheinlich.

ohne Drift wäre natürlich schön aber dass das auf diesem weg nicht geht 
befürchte ich auch
da sich die Drift im Nachhinein recht schön entfernen lässt ist das aber 
auch nicht so schlimm

Beitrag #5920896 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: tja (Gast)
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trotzdem würde mich jetzt noch die Kamera interessieren? bis 14 Bit 
findet man ja einigermaßen noch welche und die meisten DSLR sollten das 
auch können. Aber 16 Bit, das ist schon eine Hausnummer!

Autor: Rainer V. (a_zip)
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MaWin schrieb:
> LEDs wollen aber keine rauscharme Spannung, sondern rauscharmen Strom.

Man, den LED's ist es völlig wurscht, ob ihr Strom rauscht!! Zeig mir 
mal, wo im Spektrum der LED die Abhängigkeit von Strom- oder 
Spannungsrauschen der Quelle auftaucht!
Bin sehr gespannt!!!
Gruß Rainer

Und PS: die Kamera ist schnurzpipsegal :-)

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Chris M. schrieb:
> ich kann das hier nicht finden:
> https://de.rs-online.com/web/c/halbleiter/stromversorgung/
>
> und bei dem was ich hier finde weiß ich nicht ob das analog ist
> 
https://www.conrad.de/de/p/led-konstantstromquelle-6-w-150-ma-40-v-strombegrenzung-barthelme-66004406-betriebsspannung-max-264-v-ac-264-v-dc-1518541.html
>
> gibt es für den analog Stromregler noch nen anderen Namen?

Konstantstromquelle
KSQ
LED-Treiber
LED-Driver
Constant current driver

Beispiele:
LM317 oder 7805 mit entsprechendem Widerstand und Kühlung
BCR450
BCR320
BCR420

Autor: Chris M. (chris-m)
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Rainer V. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> LEDs wollen aber keine rauscharme Spannung, sondern rauscharmen Strom.
>
> Man, den LED's ist es völlig wurscht, ob ihr Strom rauscht!! Zeig mir
> mal, wo im Spektrum der LED die Abhängigkeit von Strom- oder
> Spannungsrauschen der Quelle auftaucht!
> Bin sehr gespannt!!!
> Gruß Rainer
>
> Und PS: die Kamera ist schnurzpipsegal :-)

Lieber Rainer,

ich würde auf deine destruktiven Beiträge gerne verzichten. Sie tragen 
in keiner Weiße dazu bei das Problem zu lösen.
Natürlich schwankt die Wellenlänge mit der Leistung, was hier aber nicht 
entscheidend ist weil ich dafür einen sehr schmalbandigen Filter habe.

Viele Grüße
Chris

Autor: Chris M. (chris-m)
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> Konstantstromquelle
> KSQ
> LED-Treiber
> LED-Driver
> Constant current driver
>
> Beispiele:
> LM317 oder 7805 mit entsprechendem Widerstand und Kühlung
> BCR450
> BCR320
> BCR420


Danke!

Autor: Peter M. (r2d3)
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Chris M.,

Jens M. schrieb:
> Konstantstromquelle
> KSQ
> LED-Treiber
> LED-Driver
> Constant current driver
>
> Beispiele:
> LM317 oder 7805 mit entsprechendem Widerstand und Kühlung
> BCR450
> BCR320
> BCR420

diese Vorschläge sind nicht zielführend, weil Sie nicht für Deine 
Anwendung optimiert sind. Diese Quellen müssen gerade mal so präzise 
sein, dass das menschliche Auge keine Helligkeitsschwankungen wahrnimmt. 
Alles darüber hinaus wäre Geldverschwendung.

Du brauchst eine Präzisionsstromquelle für 150mA und 1,9V.
Ich kenne keine von der Stange.

Ein Beispiel für eine operationsverstärkerbasierte Quelle findest Du 
hier:

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/pstst1.htm

Du brauchst eine stabile Referenz (simpel) und einen möglichst stabilen 
Shunt, oder eine Möglichkeit Wärme abzuleiten, oder eine Möglichkeit 
eine Zieltemperatur des Shunts zu gewährleisten (Herausforderung).
Des Weiteren brauchst Du noch einen geeigneten 
Präzisionsoperationsverstärker (simpel).

Eine Möglichkeit ppm-genau Strom zu messen, hast Du ja wahrscheinlich, 
oder?

Erzähl' doch mal in einer Woche, wie Du das Problem für weniger als 
€410,-gelöst hast.

: Bearbeitet durch User
Autor: Werner H. (werner45)
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Die Led rauscht selber massig (Halbleiter) und die Lichtmenge ist 
temperaturabhängig.
Es gibt aber "Eichlampen" als Lichtnormal, das sind Glühlampen oder 
Wolframbandlampen (auch welche) mit großem Glaskolben, bei denen Strom 
und Spannung an der Lampe genau vorgegeben sind.
Siehe "Kohlrauch, praktische Physik" (PDF gratis bei der PTB).

Gruß - Werner

Autor: Chris (Gast)
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Cl cameras (camera link) Haben 16bit.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Peter M. schrieb:
> Shunt, oder eine Möglichkeit Wärme abzuleiten, oder eine Möglichkeit
> eine Zieltemperatur des Shunts zu gewährleisten (Herausforderung).

Also im Labor ist die Temperatur über einen Tag auf 1°C stabil. Heißt 
sie steigt von 7 Uhr bis um 18 Uhr um 1°C an und fällt dann über Nacht 
wieder.
Die LED braucht ja auch eine Zeit bis sie stabil ist. D.h. hier wäre 
mein Plan einfach ein Kühlkörper auf die Elektronik und dann warten bis 
sie stabil ist. Ich messe 3 Minuten in der Zeit ändert sich die 
Temperatur also durchschnittlich um 0,045°C.

https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/currled.htm
das ist mir etwas zu kompliziert aber am Montag hilft mir ein Kumpel der 
sich damit auskennt, ich muss ihm nur sagen was er machen soll...
Am Ende der Seite ist ein Link zu "Die 
Transistor-LED-Konstantstromquelle "
https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/currled.htm
ist das die Schaltung die du meintest?
Weil dann würde ich ihm das schon mal schicken und ihn fragen ob er mir 
das bauen kann.

: Bearbeitet durch User
Autor: JanLarsen (Gast)
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>Mark S. (voltwide)
>Ja
Die Frage erst mal mit einem nichtssagenden Ja zu beantwortet ist zur 
Zeit eine beschissene Mode, die sich hier im Forum ausbreitet.

Beitrag #5920992 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5921005 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Chris M. (chris-m)
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zum Widerstandsrauschen, wenn ich diese Seite richtig interpretiere:
(https://www.beis.de/Elektronik/ResistorCurrentNoise/WiderstandsStromrauschen.html)

"Prinzipiell sind Metallfilm-Widerstände (THT oder MELF) sowie 
SMD-Dünnfilmwiderstände so rauscharm, dass man nur selten nach noch 
rauschärmeren Widerständen suchen müsste. Metallband- oder 
drahtgewickelte Widerstände könnten dann eine Lösung sein."

dann hat ein Widerstandsdraht das niedrigste Rauschen. Richtig?

Beitrag #5921040 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Löti (Gast)
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"ich brauche eine "absolut" rauschfreie Spannungsquelle"

Nimm einfach einen analogen Spannungs-/Stromregler und schalte einen 
reichlich überdimensionierten gut formatierten Elko parallel zur Last.
Der L200 im thermischen Gleichgewicht eignet sich z.B. recht gut.

Autor: ZF (Gast)
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Der rauschärmste SPANNUNGSregler am Markt ist Lt3042/LT3045. Hilft Dir 
aber nicht, da Du den Strom konstant halten musst. Wir nehmen für solche 
LED Versorgungen Sourcemeter (Keithley 2400 etc.). Da kann man den Strom 
auch fein einstellen, was möglicherweise eine noch nicht genannte 
Nebenforderung ist. Über die Spannungsmessung des Sourcemeters kennst Du 
gleich auch die Schwellenspannung der LED. Diese ist temperaturabhängig. 
Sobald sie nicht mehr driftet ist die Temperatur des LED Chips konstant. 
Sollte der Gesamtaufbau zu stark rauschen musst Du mehrfach messen und 
mitteln. Poissonrauschen ist bei LEDs durchaus ein Thema, man kann es 
aber auch zum Vorteil nutzen (Photon Transfer Curve).

Das von mir genannte Sourcemeters liegt bei weitem nicht im genannten 
Preisrahmen, ist aber eigentlich in jedem ordentlichen Labor zu finden. 
Das ist ja wahrscheinlich kein Küchentischprojekt, also auch mal in 
Nachbarabteilungen fragen, ob die eins haben.

Beitrag #5921050 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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JanLarsen schrieb:
>>Mark S. (voltwide)

>>Ja

> Die Frage erst mal mit einem nichtssagenden Ja zu beantwortet ist zur
> Zeit eine beschissene Mode, die sich hier im Forum ausbreitet.

Das ist einfach die konsequente Anwendung des GI-GO Prinzips:
"Garbage In - Garbage Out". Wer dumme Fragen stellt, kriegt halt
dumme Antworten. Mein Mitleid hält sich in Grenzen.

Mittlerweile wurde der Hintergrund der Fragestellung nachgeliefert.
Und seitdem kommen auch bessere Antworten.

Das Problem aus meiner Sicht ist, daß die Kamera auch niederfrequentes 
Rauschen "sieht". Die kanonische Lösung, die DC-Größe "totzufiltern" 
paßt daher nicht so recht. Aber ja, ein analoger Stromregler mit 
Referenzspannungsquelle und OPV ausgesucht auf geringes 
(Schrot-)Rauschen, halte ich für den erfolgversprechendsten Ansatz. Der 
Shunt dürfte das geringere Problem sein. Und das Rauschen der LED kommt 
natürlich noch oben drauf.

Eventuell kann man auch kompensatorisch eingreifen. Wenn man den 
optischen Output der LED mit hinreichender Bandbreite und geringem 
Rauschen zusätzlich aufzeichnet, könnte man das Kamerasignal damit 
normalisieren.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Löti schrieb:
> "ich brauche eine "absolut" rauschfreie Spannungsquelle"
>
> Nimm einfach einen analogen Spannungs-/Stromregler und schalte einen
> reichlich überdimensionierten gut formatierten Elko parallel zur Last.
> Der L200 im thermischen Gleichgewicht eignet sich z.B. recht gut.

probiere ich aus, geht vermutlich recht schnell

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Der rauschärmste SPANNUNGSregler am Markt ist Lt3042/LT3045. Hilft Dir
> aber nicht, da Du den Strom konstant halten musst.

wenn ich warte bis alle Teile auf Temperatur sind, bleibt dann nicht 
auch der Strom Konstant wenn ich die Spannung konstant halte?
Genau einstellen muss ich die Ausgangsleistung nicht, die LED liefert 
mehr als genug und die optische Leistung kann ich mit Filtern 
reduzieren.

> Wir nehmen für solche
> LED Versorgungen Sourcemeter (Keithley 2400 etc.).

Ja von Keithly haben wir auch Sachen herum stehen, muss mal nachsehen 
was das ist.
Vielleicht habe ich in der Hinsicht im Labor die falschen Fragen 
gestellt, denn im Grunde wollen wir das alles irgendwann miniaturisieren 
aber gerade im Moment ist es völlig egal wie groß es ist :-)

Autor: MaWin (Gast)
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Rainer V. schrieb:
> Zeig mir mal, wo im Spektrum der LED die Abhängigkeit von Strom- oder
> Spannungsrauschen der Quelle auftaucht

Ich dachte nicht, dass es um das Spektrum geht, sondern die Helligkeit.

Autor: roehrenvorheizer (Gast)
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Chris M. schrieb:
> Peter M. schrieb:
> Shunt, oder eine Möglichkeit Wärme abzuleiten, oder eine Möglichkeit
> eine Zieltemperatur des Shunts zu gewährleisten (Herausforderung).
>
> Also im Labor ist die Temperatur über einen Tag auf 1°C stabil. Heißt
> sie steigt von 7 Uhr bis um 18 Uhr um 1°C an und fällt dann über Nacht
> wieder.
> Die LED braucht ja auch eine Zeit bis sie stabil ist. D.h. hier wäre
> mein Plan einfach ein Kühlkörper auf die Elektronik und dann warten bis
> sie stabil ist. Ich messe 3 Minuten in der Zeit ändert sich die
> Temperatur also durchschnittlich um 0,045°C.

Dann bekommst Du schön mit, wenn sich im Labor die Luft bewegt, z.B. 
wenn die Tür auf geht, die Klimaanlage schafft oder die Labormaus unter 
dem Tisch vorbei huscht. Alle Geräte mit Gebläse müssen ausgeschaltet 
bleiben.  Von Sonneneinstrahlung sehe ich mal ganz ab.

>
> https://www.elektronik-kompendium.de/public/schaerer/currled.htm
> das ist mir etwas zu kompliziert aber am Montag hilft mir ein Kumpel der
> sich damit auskennt, ich muss ihm nur sagen was er machen soll... Am

Die Kompliziertheit liegt in ihrem Maß aber immer noch unterhalb 
desjenigen  der Anforderungen, die die Fragestellung mit sich bringt.
So einen Kumpel möchte ich auch kennen. Wo laufen noch welche frei 
herum? Womit hält man sie bei Laune?

mfG

Autor: Chris M. (chris-m)
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roehrenvorheizer schrieb:
> Dann bekommst Du schön mit, wenn sich im Labor die Luft bewegt, z.B.
> wenn die Tür auf geht, die Klimaanlage schafft oder die Labormaus unter
> dem Tisch vorbei huscht. Alle Geräte mit Gebläse müssen ausgeschaltet
> bleiben.  Von Sonneneinstrahlung sehe ich mal ganz ab.

Da sind keine Fenster.
Die Temperatur ist wie oben beschrieben recht stabil. Vor Luftbewegungen 
kann ich das Teil ja schützen. Ich will damit auch nicht wochenlang 
arbeiten, ich brauche es nur jetzt für ein paar Messungen und das ist es 
gut. Quick and dirty...

roehrenvorheizer schrieb:
> Womit hält man sie bei Laune?

Tja, das wüssten viele gerne, dabei ist es ganz einfach. Der bekommt von 
unserem Chef Geld und darf machen wozu er Lust hat (UNI kein 
Unternehmen).

: Bearbeitet durch User
Beitrag #5921158 wurde von einem Moderator gelöscht.
Autor: Old P. (old-papa)
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Chris M. schrieb:
> Peter M. schrieb:
>> stabil auf 1/120000 und 1,9V 150mA?
>
> Im Grunde ist mir egal was die Stromquelle macht, die Ausgangsleistung
> der LED sollte weniger als 1/120.000 rauschen. Ich vermute jetzt einfach
> das hier ein direkter Zusammenhang besteht.

Ich habe mich zwar nie in diese LED-Theorietiefen begeben, könnte mir 
aber vorstellen, dass die LED selber schon mehr rauscht.

Old-Papa

Autor: ZF (Gast)
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Chris M. schrieb:
> wenn ich warte bis alle Teile auf Temperatur sind, bleibt dann nicht
> auch der Strom Konstant wenn ich die Spannung konstant halte?
> Genau einstellen muss ich die Ausgangsleistung nicht, die LED liefert
> mehr als genug und die optische Leistung kann ich mit Filtern
> reduzieren.
Nein, das funktioniert nicht. Der Photonenstrom ist proportional zum 
elektrischen Strom. Für die geforderte Stabilität brauchst Du 5 völlig 
stabile Stellen des Stroms, das ist mit Spannungsregelung nicht zu 
erreichen. Es wird immer ein Lufthauch das Verhältnis Spannung/Strom 
verändern.

> Ja von Keithly haben wir auch Sachen herum stehen, muss mal nachsehen
> was das ist.
> Vielleicht habe ich in der Hinsicht im Labor die falschen Fragen
> gestellt, denn im Grunde wollen wir das alles irgendwann miniaturisieren
> aber gerade im Moment ist es völlig egal wie groß es ist :-)
Ja guck mal. Würde mich wundern, wenn es da nichts gäbe. Für den 
Einstieg ist es die beste Lösung.

Aber was willst Du eigentlich messen? Das Read-Noise von Bildsensoren 
misst man bei völliger Dunkelheit und definierter konstanter Temperatur. 
Allein schon wegen der Poissonverteilung der meisten Lichtquellen.

Falls der Sensor ein analoges Videosignal ausgibt und Du willst die 
Ausleseelektronik dahinter charakterisieren, dann geht das auch ohne 
Sensor, mit einer rauscharmen Spannungsquelle.

Autor: Werner H. (werner45)
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Ist wohl eigentlich ein Fall für eine Ulbrichtkugel als Lichtquelle.
Die sollte in der Optikabteilung vorhanden sein.

Gruß - Werner

Autor: ZF (Gast)
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Eine Ulbrichtkugel definiert die örtliche Verteilung, dem TO scheint es 
um zeitliche Stabilität des Photonenstroms zu gehen.

Autor: Werner H. (werner45)
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Genau das geht auch mit einer Ulbrichtkugel. Nötiges Zubehör für eine 
ordentliche Kugel sind eine Eichlampe und kalibrierte Empfanger.

Gruß - Werner

Autor: Chris M. (chris-m)
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Tatsächlich habe ich schon mal eine Ulbrichtkugel mit einem Ring aus 
LED's gebaut. Damals hatte ich allerdings nur eine 12 Bit Kamera und das 
Rauschen war da noch kein Thema.
Verworfen hatten wir die Idee wegen des niedrigen Wirkungsgrades. Ich 
glaube da sind 12 LEDs drin.
Ich werd das Teil mal wieder aus der Schublade holen.
Mit Glühlampen ist das so ne Sache, ich brauche nämlich um die 3mW, 
polarisiert und tatsächlich auch örtlich homogen verteilt und mit 
möglichst wenig Divergenz(Laser geht nicht wegen der räumlichen 
Kohärenz) Die Probleme habe ich aber mit der LED alle schon gelöst.
Erst seit ich die 16 Bit Kamera habe macht das Rauschen der Intensität 
Probleme.

: Bearbeitet durch User
Autor: Harald W. (wilhelms)
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tja schrieb:

> trotzdem würde mich jetzt noch die Kamera interessieren? bis 14 Bit
> findet man ja einigermaßen noch welche und die meisten DSLR sollten das
> auch können. Aber 16 Bit, das ist schon eine Hausnummer!

Das ist die bei Anfängern typische Unkenntnis über den Unterschied
von Auflösung und Genauigkeit. "Auf Arbeit" hatte ich auch ein
Meßgerät mit dem ich Längen mit einer Auflösung im Pikometerbereich
messen konnte. Ich bin allerdings nie auf die Idee gekommen, zu
erwarten das die Meßgenauigkeit auch im Pikometerbereich liegt.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Autor: tja (Gast)
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Harald W. schrieb:
> tja schrieb:
>
>> trotzdem würde mich jetzt noch die Kamera interessieren? bis 14 Bit
>> findet man ja einigermaßen noch welche und die meisten DSLR sollten das
>> auch können. Aber 16 Bit, das ist schon eine Hausnummer!
>
> Das ist die bei Anfängern typische Unkenntnis über den Unterschied
> von Auflösung und Genauigkeit. "Auf Arbeit" hatte ich auch ein
> Meßgerät mit dem ich Längen mit einer Auflösung im Pikometerbereich
> messen konnte. Ich bin allerdings nie auf die Idee gekommen, zu
> erwarten das die Meßgenauigkeit auch im Pikometerbereich liegt.

Aus meiner Frage heraus würde mich jetzt schon interessieren, wie du 
darauf kommst, dass ich den Unterschied nicht weiß? Ob die Kamera nun 
echte 16 Bit Genauigkeit hat sei mal dahingestellt, aber alleine die 
Tatsache, dass sie eine Dynamik hat um 16 bit auszuschöpfen ist schon 
interessant. Die Genauigkeit ist gerade bei Kameras von so vielen Dingen 
abhängig. Man braucht sich z. B. ja nur mal die Linearität der Dinger 
anschauen, dann muss man sich schon die Frage stellen. Aber Danke, dass 
du genau weißt, was die anderen hier alles nicht Wissen - Harald W. Die 
Glaskugel persönlich!

Autor: tja (Gast)
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Chris M. schrieb:
> PCO Edge
>
> https://www.pco.de/de/scientific-kameras/pcoedge-42/

Danke! Interessantes Teil :-)

Autor: Chris M. (chris-m)
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Die Kamera ist der Hammer! die hat einen unglaublichen Dynamic Range und 
wenn man den Dekel vorne auf das Objektiv macht, dann rauscht da 
nichts...
Ist hald etwas größer und deutlich teurer als die 12 bit und 14 bit 
Kameras über für so spezial Sachen einfach fantastisch.

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Nein, das funktioniert nicht. Der Photonenstrom ist proportional zum
> elektrischen Strom. Für die geforderte Stabilität brauchst Du 5 völlig
> stabile Stellen des Stroms, das ist mit Spannungsregelung nicht zu
> erreichen. Es wird immer ein Lufthauch das Verhältnis Spannung/Strom
> verändern.

ich sitze beim Messen allein in einem dunklen Raum dessen Temperatur 
sich in 30 Minuten um 0,045°C ändert. Wenn ich jetzt alles noch in 
Alufolie einpacke, dann ist auch noch eine isolierende, sich nicht 
bewegende Luftschicht um die Teile, denkst du es geht dann auch nicht?

Wie gesagt, wenn ich ein paar Mal messen kann, das ist alles gut.

Wenn du denkst es geht nicht, denkst es geht nicht, denkst du dann auch, 
dass der Lösungsansatz Widerstand + Batterie auch nicht funktioniert?

Autor: Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack (Gast)
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Aha. Endlich. die Kamera. Schon  mal Versuche damit gemacht ? Und die 
Bilder waren verrauscht ? Zeig mal.

Autor: ZF (Gast)
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Guck Dir mal an wie steil die U/I Kennlinie der LED ist. Kleine 
Spannungsänderungen führen zu riesigen Stromänderungen. Neben der 
schlechten Stabilität des Stromes über der Zeit sind die Chancen nicht 
schlecht, dass Du den erlaubten Maximalstrom überschreitest und die LED 
kaputt geht. Der Temperaturkoeffizient der LED macht dies noch 
wahrscheinlicher. LEDs immer nur an Stromquellen!

Die LED thermisch zu isolieren bringt nichts, dann wird sie immer 
wärmer. Verbrät ja rund 0,3 W.

Eine Batterie mit Vorwiderstand hat für Anzeigezwecke ausreichende 
Stromregeleigenschaften (Status LED, Taschenlampe), aber nicht als 
Präzisionslichtquelle. Zudem wird sich die Batterie während der Messung 
leeren, ihre Spannung damit sinken.

Nochmal gefragt: Was willst Du denn messen? Read-Noise misst man besser 
im Dunkeln. QE? Fixed Pattern Noise? Photon Transfer Curve?

Autor: Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite
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Ich würde mal ein kleines Schaubild der Rauschquellen zeichnen, um mir 
etwas Klarheit über die Zusammensetzung und Kosten der Behebung zu 
verschaffen. Denn soweit ich mich erinnere, werden LEDs im Betrieb auch 
warm, was sicherlich auch Rauschen verursacht, bzw. Änderungen. 
Lichtquellen für Messzwecke sind nicht aus Spaß so aufwändig und teuer.

Wenn du nur den Strom regelst, schwankt die Intensität dennoch. Und 
statt das Rauschen zu verbannen, würde ich damit kalkulieren. Mehrere 
Aufnahmen hintereinander enthalten ja die Form des Rauschens des 
gesamten Aufbaus. Mithin ließe sich das – Kenntnis der 
Verteilungsfunktion vorausgesetzt – herausrechnen.

Selbst ein Linearregler wird die Rauschen in deine Anordnung bringen, da 
er irgendein Leistungsbauteil besitzt, das bspw. für kosmische Strahlung 
empfindlich ist oder inhärent mit Rauschen behaftet ist. Hättest du 
soetwas, würden eine Menge Girls bei dir Schlange stehen.

Selbst das Stückerl Kabel von der Stromquelle zur LED ist eine Antenne, 
die alles aber der ca. 20-fachen Wellenlänge ordentlich empfängt und 
mithin die Intensität schwanken lässt.

Um eine quantitative Betrachtung wirst du nicht umhin kommen, schon 
allein wegen der Dokumentation.

Autor: Jens G. (jensig)
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Chris M. (chris-m)

>dann hat ein Widerstandsdraht das niedrigste Rauschen. Richtig?

Ja. Da fallen gewisse Rauscharten wie Funkel+Schrotrauschen von vorn 
herein gleich mal weg, bzw. man hat eigentlich nur das thermische 
Rauschen.

Das thermische Rauschen eines R als Vorwiderstands dürfte aber noch 
ziemlich vernachlässigbar sein. Eher dürfte da das Schrotrqauschen der 
LEd selbst eine Rolle spielen, aber wenn ich das mal so überschlage, 
dann liegt man beim Schrotrauschen der LED immer noch weit unterhalb der 
Forderung (paar 10nA Rauschstrom bei angenommenen 10kHz, wenn ich mich 
nicht vertan habe).
Der Widerstandsrauschstrom ist wohl noch die eine oder andere 
Größenordnung niedriger.
Bleibt also nur noch die Stromquelle, die man möglichst rauscharm machen 
sollte. Vorstellen könnte ich mir noch, den Output eines Stromreglers 
zusätzlich über ein dickes RC-Glied zu filtern, vielleicht noch eine 
dicke Spule hinterher, ehe es zur LED geht.

Was macht Dich eigentlich so sicher, daß es nicht das Eigenruaschen der 
Kamera bzw. deren Sensors selber ist, was Du da messen tust?



Rainer V. (a_zip) schrieb:

>Rainer V. schrieb:
>> Nun meine Frage, ist das dämlich oder geht das so oder gibt es eine

>Kann mich weiterhin nicht zurückhalten...dämlicher geht es nicht!!!

Genau - dämlicher geht es nicht, seinen eigenen Namen als Quelle 
anzugeben.

Autor: Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack (Gast)
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Der Poster ist trotz seines tollen Equipments noch nicht an der nicht 
unwesentlichen Thematik : Meine Sensordaten & das Rauschen 
vorbeigekommen zu sein.

Das gibt's immer wieder. Die Messkette hat beliebige Aufloesung, das 
Rauschen ist aber trotzdem da.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack schrieb:
> Aha. Endlich. die Kamera. Schon  mal Versuche damit gemacht ? Und die
> Bilder waren verrauscht ? Zeig mal.

Die Bilder sind etwas komplexer vom drauf schauen sieht man da kein 
Rauschen. Ich werte bestimmte Regionen auf den Bildern aus und die 
rauschen. Um das Rauschen der Lichtquelle zu beurteilen habe ich ein 
Powermeter verwendet. Ich werde aber am Montag Kamera und Lichtquelle 
ausbauen und direkt gegenüber stellen damit ich alle anderen 
Rauschquellen ausschließen kann.

zum Messen habe ich die beiden hier:
https://www.artifex-engineering.com/index.php/de/instruments-4/optische-leistungsmonitore/opm150
ich glaube mit dem Kopf hier:
https://www.artifex-engineering.com/index.php/de/instruments-4/optische-leistungsmonitore/opm150/detektoren/product/230-opm150uvs-de/category_pathway-129

und
https://www.thorlabs.de/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=3341
mit einem pyroelektrischen Messkopf, den konnte ich auf der Website 
nicht finden

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Nochmal gefragt: Was willst Du denn messen? Read-Noise misst man besser
> im Dunkeln. QE? Fixed Pattern Noise? Photon Transfer Curve?

was ich genau messe will ich hier nicht erklären, das ist zu komplex und 
schafft nur Verwirrung. Wenn es jemanden wirklich brennend interessiert 
bitte am Ende der KW32 nochmal nachfragen dann erkläre ich es gerne.

Was ich mache ist Bilder aufnehmen.
Bestimmte Regionen auf den Bildern auswählen und die Veränderung der 
Intensität in diesen Regionen aufzeichnen.

Der Spannungsabfall der Batterie dürfte für ausreichend kurze Intervalle 
annähernd Linear sein oder zumindest einer Funktion folgen weshalb ich 
das durch Fitten kompensieren kann.

Die LED wird nicht durchbrennen.
https://dammedia.osram.info/media/resource/hires/osram-dam-5066839/GH%20CSSRM2.24_EN.pdf
ich betreibe sie bei etwa 100 - 150 mA und die Spannung der Batterie 
fällt und steigt nicht...

Autor: rµ (Gast)
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Chris M. schrieb:

> Die Bilder sind etwas komplexer vom drauf schauen sieht man da kein
> Rauschen. Ich werte bestimmte Regionen auf den Bildern aus und die
> rauschen. Um das Rauschen der Lichtquelle zu beurteilen habe ich ein
> Powermeter verwendet. Ich werde aber am Montag Kamera und Lichtquelle
> ausbauen und direkt gegenüber stellen damit ich alle anderen
> Rauschquellen ausschließen kann.

shot-noise darf man natürlich auch nicht vergessen. wenn das gesamte 
bild "blinkt" sieht man schwankungen in der lichtquelle, wenns einzelne 
pixel sind vermutlich was anderes.

kann man die helligkeit der lichtquelle nicht rauskalibrieren (pro 
bild)?

Autor: Chris M. (chris-m)
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Boris O. schrieb:
> Ich würde mal ein kleines Schaubild der Rauschquellen zeichnen, um mir
> etwas Klarheit über die Zusammensetzung und Kosten der Behebung zu
> verschaffen. Denn soweit ich mich erinnere, werden LEDs im Betrieb auch
> warm, was sicherlich auch Rauschen verursacht, bzw. Änderungen.
> Lichtquellen für Messzwecke sind nicht aus Spaß so aufwändig und teuer.

Also die LED ist auf eine Metallkernplatine gelötet und die wiederum ist 
auf einen Alublock geklebt (Wärmeleitkleber) damit ich sie im Aufbau 
ordentlich justieren kann.
der Alublock wird nicht mal warm. Ich könnte ihn aber auch mit einem 
Peltier kühlen wenn es notwendig ist. Meine Steuerung regelt aber nur 
auf 0,05°C d.h. die thermische Stabilität der LED wäre mit Kühlung 
schlechter als ohne.

Autor: Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack (Gast)
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> Die LED wird nicht durchbrennen.
[link]
ich betreibe sie bei etwa 100 - 150 mA und die Spannung der Batterie
fällt und steigt nicht...


Eben, man sollte sie nicht im Spannungsmode betreiben. Denn die 
Diodenspannung hat einen Temperaturkoeffizienten von -2mV/K. Bedeutet 
wenn die LED Waermer wird, nimmt die Spannung ab, der Strom steigt.


Anstelle von zuviel Aufwand in wenig Rauschen der Belichtung zu 
investieren, solltest du dich darum kuemmern den nachher wieder 
wegzukriegen.
Das macht man durch integration, Mittelung, also zB 1000 Bilder 
aufsummieren. Das richtige, gaussverteilte Rauschen nimmt mit der Wurzel 
der Anzahl Messungen ab. Bedeutet also 1024 Messungen verringern das 
Rauschen um den Faktor 32.

Nun mach das mal mit einem leeren Bild, zBb grauer Karton.

Autor: Dieter (Gast)
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Chris M. schrieb:
> (Rauschen < 1/120.000) wäre ok.
Schöne Idee, aber eine LED rauscht bereits von sich aus. Das 
Eigenrauschen der LED übersteigt das bereits. Analog zu vielen Bildern, 
werden daher auch viele kleine strahlende LED benötigt.
Verbesserung brächte  noch eine aktive Gegenregelung mit 
Phototransistor, Bandpass für den Frequenzbereich, der von interesse ist 
und eine entsprechend angesteuerte LED zur Kompensation.

Autor: ZF (Gast)
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Chris M. schrieb:
> was ich genau messe will ich hier nicht erklären, das ist zu komplex und
> schafft nur Verwirrung. Wenn es jemanden wirklich brennend interessiert
> bitte am Ende der KW32 nochmal nachfragen dann erkläre ich es gerne.
Bei der verwirrenden Komplexität wird es sicher bald den Nobelpreis 
geben. Wir werden es also aus dem Fernsehen erfahren und müssen nicht 
extra hier fragen. ;-)

> Was ich mache ist Bilder aufnehmen.
> Bestimmte Regionen auf den Bildern auswählen und die Veränderung der
> Intensität in diesen Regionen aufzeichnen.
Das macht natürlich einen großen Unterschied im Dataprocessing, wenn man 
nicht für alle Pixel sondern nur für einen Teil die Veränderung 
auswertet. ;-)

> Der Spannungsabfall der Batterie dürfte für ausreichend kurze Intervalle
> annähernd Linear sein oder zumindest einer Funktion folgen weshalb ich
> das durch Fitten kompensieren kann.
Mach mal.

> Die LED wird nicht durchbrennen.
> 
https://dammedia.osram.info/media/resource/hires/osram-dam-5066839/GH%20CSSRM2.24_EN.pdf
> ich betreibe sie bei etwa 100 - 150 mA und die Spannung der Batterie
> fällt und steigt nicht...
Ich merk schon, du hast die Sache im Überblick. Hilfe stört da nur. Viel 
Erfolg.

Autor: Bernd (Gast)
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Chris M. schrieb:
> ich brauche nämlich um die 3mW,
> polarisiert und tatsächlich auch örtlich homogen verteilt und mit
> möglichst wenig Divergenz(Laser geht nicht wegen der räumlichen
> Kohärenz)
Beim Laser kann man mit einer rotierenden Diffusorscheibe die Speckles 
wegmachen.
Dahinter steckte bei uns noch ein Polarisator.
Ob das in Deiner Anwendung funktionieren kann, weiß ich nicht.

Autor: Harald W. (wilhelms)
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Bernd schrieb:

> Beim Laser kann man mit einer rotierenden Diffusorscheibe die Speckles
> wegmachen.

Oder mit einem "Faserschüttler, wenn man sowiso mit Glasfasern
arbeitet.

Autor: LED Töter (Gast)
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Ich hätte zum Thema LED Rauschen als Laie eine Frage. Nehmen wir einmal 
als Tatsache an, LEDs rauschen ganz allgemein. Nehmen wir dann auch noch 
an, daß das Rauschen eine weiße Distribution hat. Würde dann nicht durch 
ein so groß wie möglich LED Ensemble das Rauschen optisch integriert 
werden weil die augenblicklichen individuellen Optischen Rauschwerte 
dann in Echtzeit zusammenfallen und sich das Rauschen als Ganzes 
verringern würde? Optisch müßte natürlich das Licht als Aggregat 
zusammengefaßt werden so daß alle LEDs gemeinsam illuminieren. Das 
könnte natürlich ein Problem sein.

Vielleicht könnte man ein Experiment machen wo man Gruppen von LEDS 
dazuschalten kann und dann beobachten wie das Kamerarauschen darauf 
reagiert. Vielleicht ist die Beleuchtung am Ende gar kein so großes 
Problem.

Könnte man alternativ nicht auch versuchen mit UV-LEDs eine 
Leuchtstofffläche zu illuminieren? Weiß man irgendwas inwieweit 
Leuchtstoffe unstetige Eigenschaften haben?

Autor: Löti (Gast)
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Chris M. schrieb:
> probiere ich aus, geht vermutlich recht schnell

Nimm aber pro 100mA mindestes 10.000µF!

Grüße Löti

Autor: Chris M. (chris-m)
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Ein günstiger Trolle aus dem Duzendpack schrieb:
> Das macht man durch integration, Mittelung, also zB 1000 Bilder
> aufsummieren.

Ich summiere 100 Bilder auf. Mit 1000 Bildern bin ich zu langsam.
Ja, morgen teste ich das mit dem leeren Bild.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Bernd schrieb:
> Chris M. schrieb:
>> ich brauche nämlich um die 3mW,
>> polarisiert und tatsächlich auch örtlich homogen verteilt und mit
>> möglichst wenig Divergenz(Laser geht nicht wegen der räumlichen
>> Kohärenz)
> Beim Laser kann man mit einer rotierenden Diffusorscheibe die Speckles
> wegmachen.
> Dahinter steckte bei uns noch ein Polarisator.
> Ob das in Deiner Anwendung funktionieren kann, weiß ich nicht.

Das ist interessant, wir probieren gerade einen Faser-Shaker aber der 
rotierende Diffusor hört sich so an als ließe er sich leichter 
realisieren. Welchen Diffusor nehmt ihr da, Milchglas oder so einen 
engineered Diffusor von Thorlabs? Könnt ihr den Laser danach wieder gut 
kollimieren?
Wie viel schneller als die Framrate muss der Diffusor drehen, damit das 
klappt?

Autor: Rainer V. (a_zip)
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Chris M. schrieb:
> Bernd schrieb:
>> Chris M. schrieb:
>>> ich brauche nämlich um die 3mW,
>>> polarisiert und tatsächlich auch örtlich homogen verteilt und mit
>>> möglichst wenig Divergenz(Laser geht nicht wegen der räumlichen
>>> Kohärenz)
>> Beim Laser kann man mit einer rotierenden Diffusorscheibe die Speckles
>> wegmachen.
>> Dahinter steckte bei uns noch ein Polarisator.
>> Ob das in Deiner Anwendung funktionieren kann, weiß ich nicht.
>
> Das ist interessant, wir probieren gerade einen Faser-Shaker aber der
> rotierende Diffusor hört sich so an als ließe er sich leichter
> realisieren. Welchen Diffusor nehmt ihr da, Milchglas oder so einen
> engineered Diffusor von Thorlabs? Könnt ihr den Laser danach wieder gut
> kollimieren?
> Wie viel schneller als die Framrate muss der Diffusor drehen, damit das
> klappt?

Man oh man, jetzt melde doch erst mal Meßergebnisse!!! Das alles 
erinnert mich an einen Doktoranden, der uns im E-Labor eine 
höllenaufwendige Schaltung zum Bauen gab, alles ECL und die älteren 
können sich sicher erinnern, was ein simples Nor-Gatter in ECL damals 
gekostet hat. Nachdem seine Messungen (mit unserem Board) nur Blödsinn 
ergab, wurden wir von Institutschef schwer in die Mangel genommen. MIt 
dem Ergebnis, dass der DR. schneller zurück gerudert hat, als es Obelix 
jemals hätte machen können!

Chris M. schrieb:
> (Rauschen <
> 1/120.000) wäre ok.

Und dir ist klar, dass das unter lustigen 120dB ist???
Gruß Rainer, der in solchen Fäden gern mal Minuspunkte sammelt...

Autor: Boris O. (bohnsorg) Benutzerseite
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Chris M. schrieb:
> Also die LED ist auf eine Metallkernplatine gelötet und die wiederum ist
> auf einen Alublock geklebt (Wärmeleitkleber) damit ich sie im Aufbau
> ordentlich justieren kann.
Damit ist eine gute Wärmeleitung vorhanden. Das Rauschen bliebe aber, 
weil es nun mal warm ist. Auf irgendeine Temperatur stellt sich das ein 
und…rauscht.

> der Alublock wird nicht mal warm. Ich könnte ihn aber auch mit einem
> Peltier kühlen wenn es notwendig ist. Meine Steuerung regelt aber nur
> auf 0,05°C d.h. die thermische Stabilität der LED wäre mit Kühlung
> schlechter als ohne.
Dann hast du plötzlich einen Regelkreis, der recht träge in die LED 
einkoppelt. Dann modulierst du sogar die Helligkeit mit der 
Temperatursteuerung. (Du nahmst ja schon Bezug auf die 
Temperaturänderung des Labors im Tagesverlauf und die Batteriespannung 
wird sich auch ändern…und…und…und.)

Ich wette um eine ordentliche Tafel Zartbitter aus dem Hause Edelmond, 
dass eine Stunde Rumprobieren ganze 10min Nachdenken wett macht.

(Sollte ich noch sagen, dass eine Graukarte für die Belichtungsmessung 
nicht einfach nur ein grauer Karton ist und für die Belichtungsmessung 
nicht scharf gestellt werden darf? Jede Struktur im Karton würde durch 
das Pixel-bedingte Moireé Rauschen simulieren.)

Autor: Armin L. (linzenich)
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hi, ich kann für diese Anwendung das Prinzip Querregler oder shunt 
Regler sehr empehlen, am besten arbeitet so ein shunt wenn man da noch 
eine Konstantstromquelle vorschaltet, so wie im Prinzip in meiner 
beigefügten Schaltung.
Gruß Armin

P.S.
ich verstehe nicht warum man hier in diesem Forum nicht etwas 
freundlicher miteinander umgehen kann.

Autor: Andrew T. (marsufant)
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Chris M. schrieb:
> ich brauche eine  rauschfreie Spannungsquelle (Rauschen < > 1/120.000) wäre ok.

> Ich brauche ca. 150mA und etwa 1,9V (so genau geht es dabei nicht, nur
> ändern darf es sich nicht) und das für ungefähr 30 Minuten konstant.

> Nun meine Frage, ist das dämlich oder geht das so oder gibt es eine
> bessere Lösung?

Schau dir doch mal LT6658 von analog.com an.
Und ähnlich rauscharme Regler aus deren Portfolio.
BTW: eine 70Ah 12V Pb ist für den Zweck irgendwie "oversized" .-)

Autor: Chris M. (chris-m)
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Boris O. schrieb:
> Jede Struktur im Karton würde durch
> das Pixel-bedingte Moireé Rauschen simulieren.

Wie unscharf sollte das ganze denn sein?

Autor: Chris M. (chris-m)
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Also ein Keithley 2636B steht im Regal.

ich werd jetzt mal sehen was dabei raus kommt

Autor: äxl (Gast)
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>Natürlich schwankt die Wellenlänge mit der Leistung, was hier aber nicht
>entscheidend ist weil ich dafür einen sehr schmalbandigen Filter habe.
Wohl!! wenn Du mit der Wellenlängenänderung der LED an der Filterflanke 
dich entlangbewegst, macht das RICHTIG viel aus...

Autor: Jens M. (schuchkleisser)
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Armin L. schrieb:
> hi, ich kann für diese Anwendung das Prinzip Querregler oder shunt
> Regler sehr empehlen, am besten arbeitet so ein shunt wenn man da noch
> eine Konstantstromquelle vorschaltet, so wie im Prinzip in meiner
> beigefügten Schaltung.
> Gruß Armin

Sehr interessante Schaltung.
Aber: Symmetrisch ist die nicht, im Sinne von "da geht kein dings vom 
positiven in den negativen Teil", das sind also zwei unabhängige 
Netzteile.

Welchen Sinn hat das? Einfach nur rauscharme OP-Versorgung, oder wozu 
ist das?

Autor: Michl (Gast)
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Chris M. schrieb:
> Die Kamera ist der Hammer! die hat einen unglaublichen Dynamic
> Range und
> wenn man den Dekel vorne auf das Objektiv macht, dann rauscht da
> nichts...
> Ist hald etwas größer und deutlich teurer als die 12 bit und 14 bit
> Kameras über für so spezial Sachen einfach fantastisch.

Ist das eine Logilink oder eine Logitech-Kamera? USB3?

Autor: qwerty (Gast)
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Das Licht, was von einer LED abgestrahlt wird, besteht aus einzelnen 
Lichtquanten. Die Lichtquanten sind eine Energiefreistezung, wenn eine 
Ladung in ein tieferes Niveau zurückfällt. Dies ist ein stochastischer 
Prozess. Das Licht einer LED rauscht also von Natur aus. Dazu kommt, 
dass der winzige Halbleiter selbst auch ordentlich warm wird. Dies ist 
der Zeitpunkt, bei welchem man sich auch mal Gedanken über thermisches 
Rauschen machen sollte. Dazu kommt 1/f-Rauschen und 1/(f^2)-Rauschen 
sowie ein bisschen Funkelrauschen.

Ich denke, dass der größte Anteil einfach nur thermisches Rauschen ist. 
Wenn du das auf Null drücken willst, dann hat man in Stockholm für dich 
einen ganz tollen Preis.

Autor: Armin L. (linzenich)
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Jens M. schrieb:
> Armin L. schrieb:
>> hi, ich kann für diese Anwendung das Prinzip Querregler oder shunt
>> Regler sehr empehlen, am besten arbeitet so ein shunt wenn man da noch
>> eine Konstantstromquelle vorschaltet, so wie im Prinzip in meiner
>> beigefügten Schaltung.
>> Gruß Armin
>
> Sehr interessante Schaltung.
> Aber: Symmetrisch ist die nicht, im Sinne von "da geht kein dings vom
> positiven in den negativen Teil", das sind also zwei unabhängige
> Netzteile.
>
> Welchen Sinn hat das? Einfach nur rauscharme OP-Versorgung, oder wozu
> ist das?

Hi Jens, diese Schaltung habe ich entworfen für die Versorgung von
z.B. phono Vorverstärkern, die unter 100mA Strom benötigen, mehr wäre 
machbar aber dann braucht man größere Kühlkörper.
Ich habe dafür ein layout gemacht und 10 Platinen 50x100 machen lassen,
nach dem Lösen des Problems mit dem LM337 funktioniert die Schaltung 
sehr gut ( habe LM317 umgegehrt gepolt eingesetzt), als Op habe ich 
LF351 und AD847 mit hoher slew rate probiert.
Gruss Armin

Autor: Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Ich habe das Gefühl, daß hier einiges schiefläuft.

Das "Rauschen" der Lichtquelle hat nichts mit dem Bildrauschen der 
Kamera zu tun.

Autor: Armin L. (linzenich)
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Chris M. schrieb:
> Hallo,
>
> ich brauche eine "absolut" rauschfreie Spannungsquelle (Rauschen <
> 1/120.000) wäre ok.
> Dabei ist mir ein Akku in den Sinn gekommen. Eine Drift der Spannung ist
> zwar auch bescheiden aber bei weitem nicht so schlimm wie ein Rauschen.
> Ich brauche ca. 150mA und etwa 1,9V (so genau geht es dabei nicht, nur
> ändern darf es sich nicht) und das für ungefähr 30 Minuten konstant.
> Meine Lösung eine 70Ah Autobatterie + Widerstand.
> Nun meine Frage, ist das dämlich oder geht das so oder gibt es eine
> bessere Lösung?
>
> LG Chris

hallo Chris, ich würde es ganz einfach mit einem LM317 versuchen, der 
als Stromquelle beschaltet wird. Für 150mA würde ich es mit einem R=8.33 
ohm (statt 24ohm)  versuchen, die Spannung von 1.9V wird sich dann von 
selber einstellen.
Zur Info,  ich habe mit LM317 und  den 8.33 Ohm für die Heizung von 
einer ECC83 verwendet, da hat sich auch genau die 12.6V Spannung an der 
Heizung eingestellt, bei 150mA. Um die Verlustleistung nicht zu hoch 
werden zu lassen, sollte die Eingangsspannung nur ca. 5V über der 
Ausgangsspannung liegen, die 5V braucht der LM317 zum Regeln und 
Arbeiten

Gruss Armin

: Bearbeitet durch User
Autor: Zoidberg (Gast)
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Das Rauschen der Lichtquelle betrifft das ganze Bild und du interessiert 
sich wie ich versrtehe um lokale Änderungen im Rauschen. Warum ist das 
ein riesen Problem?
Da kannst du doch das Bild quantisieren und die Rauschstatistiken 
analysieren.
Also will sagen: wenn ich weiß dass ein bestimmtes Rauschen statistisch 
ALLES betrifft, dann schließt das doch nicht aus, lokale Änderungen zu 
bestimmen. Also im post-processing, offline.

Autor: Libary (Gast)
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Hi,
Rufus Τ. F. schrieb:
> Ich habe das Gefühl, daß hier einiges schiefläuft.
>
> Das "Rauschen" der Lichtquelle hat nichts mit dem Bildrauschen der
> Kamera zu tun.

Ich glaube, hier schlägt Pisa voll zu; irgendwas mit Textverständnis.
Ich verstehe Chris M. so: er macht 100 Reihenaufnahmen und will bei 
allen die exakt gleiche Beleuchtung haben. Beleuchtungsänderungen 
zwischen den Belichtungsreihen sind egal.

Mal abwarten wer was anderes interpretiert.

Grüße

Autor: Zoidberg (Gast)
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Gut erklärt. Ich habe das so verstanden, dass die Kamera unterschiedlich 
rauscht je nach Licht. Er sagte, meine ich mich zu erinnern, dass das 
Bild lokal mal mehr oder weniger Bildrauschen zeigt, was eigentlich 
gemessen werden soll.

Wenns um die 'Belichtung' geht, dann spiegelt sich das doch im 
Histogramm des ganzen Bildes wieder. Zumindest wenn der Hauptanteil 
nicht dieser zu messenden Schwankung unterliegt. Kann man nicht zwischen 
Bildern gucken ob die Gesamthelligkeit schwankt oder rauscht?

Ich glaube es wäre gar nicht so verkehrt gewesen, eben DOCH die Masse zu 
verwirren und etwas genauer Messung und Messaufbau zu erklären. (wobei 
es anscheinend eine Doktorarbeit ist und am entspechenden Institut wurde 
das was bisher hier rauskommt wohl schon diskutiert, oder?)

Autor: ZF (Gast)
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Rufus Τ. F. schrieb:
> Ich habe das Gefühl, daß hier einiges schiefläuft.
>
> Das "Rauschen" der Lichtquelle hat nichts mit dem Bildrauschen der
> Kamera zu tun.

LEDs rauschen Poissionverteilt, der Erwartungswert ist also gleich der 
Varianz. Diese äussterst praktische Eigenschaft dieser Verteilung kann 
man sich zu nutze machen, um ohne absolut kalibrierte Ausrüstung zu 
ermitteln, wieviele Elektronen (nicht Photonen) einem LSB entsprechen.

Dem TO geht es wahrscheinlich aber um die zeitliche Stabilität des 
Photonenstroms, also die der Stromquelle. Interessant wäre zu wissen 
über welche Zeiten wir sprechen. Beträgt die Integrationszeit je 1 ms 
und sollen einige hundert Aufnahmen in Folge vergleichbar beleuchtet 
sein? Oder geht um die Vermeidung von Drift úber mehrere Stunden? 
Einzelheiten hält der TO für zu kompliziert für uns, deshalb kann man da 
aktuell nicht weiter helfen. Mit dem heute morgen gefundenen Sourcemeter 
sind er und die LED jedenfalls in guten Händen, idealerweise betreibt er 
es in Vierleiterschaltung, misst so auch direkt die Schwellenspannung an 
der Diode und programmiert ein Spannungslimit um die LED vor Zerstörung 
durch Fehlbedienung zu schützen.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Michl schrieb:
> Chris M. schrieb:
>> Die Kamera ist der Hammer! die hat einen unglaublichen Dynamic
>> Range und
>> wenn man den Dekel vorne auf das Objektiv macht, dann rauscht da
>> nichts...
>> Ist hald etwas größer und deutlich teurer als die 12 bit und 14 bit
>> Kameras über für so spezial Sachen einfach fantastisch.
>
> Ist das eine Logilink oder eine Logitech-Kamera? USB3?

PCO Edge siehe oben

Autor: Chris M. (chris-m)
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Links das 2636B von Keithley
in der Mitte das normale Hameg Labornetzteil (HM7042-5)
und rechts zwei NiMH-Akkus (9500mAh) in Reihe mit einem Poti

Autor: Chris M. (chris-m)
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Das blöde Keithley ist rausch sowieso ohne Ende
beim Hameg und bei den Akkus dauert es eine weile bis es zu Rauschen 
beginnt...

Autor: Chris M. (chris-m)
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wenn das Rauschen, das nach einiger Zeit bei den Akkus auftaucht von der 
Temperatur kommt, dann sollte es durch kühlen wieder verschwinden.
Der Peak in der Grafik hat 22°C ganz unten hatte der Alublock in dem die 
LED sitzt noch 8°C

Autor: rg423g (Gast)
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Was hast du da verglichen?

Also 3 verschiedene Spannungsquellen an deiner LED mit Vorwiderstand? 
Oder ist da schon eine Konstantstromquelle a la LM317 reingeschaltet?

Kannst du ganz sicher davon ausgehen, dass alle Rauschen was du da 
siehst rein von der Led erzeugt wird?

Wieso sind die verschiedenen Netzteile auf einem unterschiedlichen 
Niveau?

Mich würde interessieren, wenn es wirklich das LED Rauschen ist, wie 
sieht es aus wenn du HochleistungsLEDs nimmst und die mit weniger Strom 
betreibst, also ob es einen sweet spot gibt beim Rauschen und LEDs 
sollte ja alleine schon wegen der Wärmeentwicklung dann unterschiedlich 
sein, vom Gefühl her würde ich sagen, Leistungsstärkere LED im unteren 
Betriebsbereich sollte weniger Rauschen.

Autor: ZF (Gast)
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Keithley als Strom oder Spannungsquelle betrieben? Mit oder ohne 
Serienwiderstand? Wir nutzen eine andere Serie und haben damit keine 
Probleme, haben aber lange Integrationszeiten. Wie verändert sich die 
Schwellenspannung (bei konstantem Strom ein direkter 
Temperaturindikator)? Über welchen Zeitraum muss die Leistung konstant 
sein? Über welchen Zeitraum reproduzierbar?

Zweites Bild ebenfalls 100ms je Messpunkt? Was ist nach dem Peak 
passiert, wenn die Leistung um 1,3µW sinkt? Kühlung auf -16°C?

Autor: Chris M. (chris-m)
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rg423g schrieb:
> Was hast du da verglichen?
>
> Also 3 verschiedene Spannungsquellen an deiner LED mit Vorwiderstand?
> Oder ist da schon eine Konstantstromquelle a la LM317 reingeschaltet?

Nur LED + Stromquelle

>
> Kannst du ganz sicher davon ausgehen, dass alle Rauschen was du da
> siehst rein von der Led erzeugt wird?
Ja, die LED und der Kopf des OPM Powermeter stehen sich direkt gegenüber 
und es kann von außen kein Licht rein.

>
> Wieso sind die verschiedenen Netzteile auf einem unterschiedlichen
> Niveau?
einfach so, die sind ungefähr gleich, so das man das Rauschen noch sieht

>
> Mich würde interessieren, wenn es wirklich das LED Rauschen ist, wie
> sieht es aus wenn du HochleistungsLEDs nimmst und die mit weniger Strom
> betreibst, also ob es einen sweet spot gibt beim Rauschen und LEDs
> sollte ja alleine schon wegen der Wärmeentwicklung dann unterschiedlich
> sein, vom Gefühl her würde ich sagen, Leistungsstärkere LED im unteren
> Betriebsbereich sollte weniger Rauschen.

Das ist eine Osram Oslon Square Hyper Red 350mA bis 500mA und ich 
betreibe sie bei 100mA bis 150mA

Wenn ich hinten mit dem Finger an den Kühlkörper fasse dann merkt man da 
keine Temperaturerhöhung.

mit dem Hameg ist mir aufgefallen das das Rauschen bei 80mA wesentlich 
größer ist als bei 150mA

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Über welchen Zeitraum muss die Leistung konstant
> sein? Über welchen Zeitraum reproduzierbar?

30 minuten lang konstant wäre super
15 würde mir auch schon helfen

reproduzierbar muss es gar nicht sein.

> Was ist nach dem Peak passiert, wenn die Leistung um 1,3µW sinkt? Kühlung auf 
-16°C?
vor dem Peak weiß ich die Temperatur nicht mehr, am Peak hatte sie 22°C 
und danach 8°C

Autor: Chris M. (chris-m)
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Armin L. schrieb:
> hallo Chris, ich würde es ganz einfach mit einem LM317 versuchen, der
> als Stromquelle beschaltet wird. Für 150mA würde ich es mit einem R=8.33
> ohm (statt 24ohm)  versuchen, die Spannung von 1.9V wird sich dann von
> selber einstellen.

Den LM317 hatten wir da, damit wurde das Signal der LED auch nicht 
besser.

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Mit oder ohne
> Serienwiderstand? Wir nutzen eine andere Serie und haben damit keine
> Probleme, haben aber lange Integrationszeiten. Wie verändert sich die
> Schwellenspannung (bei konstantem Strom ein direkter
> Temperaturindikator)?

prüfe ich morgen, muss jetzt heim und noch einkaufen sonst muss ich 
hungrig ins Bett...
:-)

Autor: ZF (Gast)
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Chris M. schrieb:
> 30 minuten lang konstant wäre super
> 15 würde mir auch schon helfen
Die Anforderung ist noch nicht klar.
Beispiel 1: 3 gleichintensiv beleuchtete Messungen hintereinander von je 
10 Minuten Integrationszeit. => Rauschen ist egal (mittelt sich über die 
Integartionszeit weg), aber es darf nicht driften.
Beispiel 2: 1800000 gleichintensiv beleuchtete Messungen hintereinander 
von je 1 ms Integrationszeit. => Der Lichtstrom muss kurzzeitstabil sein 
und darf nicht driften.

> reproduzierbar muss es gar nicht sein.
Das wäre z.B. nötig, wenn die Messung 2 Tage später unter gleichen 
Bedingungen wiederholt werden soll, um den Einfluss von 
Umweltbedingungen welche in der Zwischenzeit auf den Detektor gewirkt 
haben zu erkennen.


> vor dem Peak weiß ich die Temperatur nicht mehr, am Peak hatte sie 22°C
> und danach 8°C
Mit Konstantstrom oder Konstantspannungsquelle?

> prüfe ich morgen, muss jetzt heim und noch einkaufen sonst muss ich
> hungrig ins Bett...
Guten Appetit!

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Chris M. schrieb:
>> 30 minuten lang konstant wäre super
>> 15 würde mir auch schon helfen
> Die Anforderung ist noch nicht klar.
> Beispiel 1: 3 gleichintensiv beleuchtete Messungen hintereinander von je
> 10 Minuten Integrationszeit. => Rauschen ist egal (mittelt sich über die
> Integartionszeit weg), aber es darf nicht driften.
> Beispiel 2: 1800000 gleichintensiv beleuchtete Messungen hintereinander
> von je 1 ms Integrationszeit. => Der Lichtstrom muss kurzzeitstabil sein
> und darf nicht driften.

Ich erhöhe die Konzentration eines Stoffes in dem von mir vermessenen 
Analyten in zwei Stufen und senke sie danach wieder in zwei Stufen. 
Damit zeige ich, dass der Effekt linear und reversibel ist.


>> reproduzierbar muss es gar nicht sein.
> Das wäre z.B. nötig, wenn die Messung 2 Tage später unter gleichen
> Bedingungen wiederholt werden soll,
Brauche ich nicht, es geht erst nur um die Machbarkeit.



>
>> vor dem Peak weiß ich die Temperatur nicht mehr, am Peak hatte sie 22°C
>> und danach 8°C
> Mit Konstantstrom oder Konstantspannungsquelle?

Konstantstrom

>
>> prüfe ich morgen, muss jetzt heim und noch einkaufen sonst muss ich
>> hungrig ins Bett...
> Guten Appetit!

Danke :-)

Autor: ZF (Gast)
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Bei dem rauschigen Signal des K2636B aus dem Plot von oben war ich doch 
neugierig und habe um einen groben Überblick zu bekommen gerade mal mein 
altes K2400 gegen ein externes Multimeter gemessen: Bei 
Stromquellenbetrieb des Sourcemeters mit 100 mA zappelt das Multimeter 
bei 12 Messungen pro Sekunde (also ähnlich Deinen 100ms pro Messpunkt) 
und keiner digitalen Mittelwertbildung zwischen 100,0020 mA und 100,0059 
mA. Den Absolutfehler mal ignorieren, beide Geräte sind noch nicht 
warmgelaufen. Das Rauschen ist jedenfalls ganz weit weg von dem was Du 
gesehen hast. Deinen Sourcemetertyp kenne ich persönlich nicht, ich 
glaube aber nicht, dass er schlechter ist, jedenfalls nicht so viel. Ich 
denke da war irgendwas falsch konfiguriert. Spannungsquelle statt 
Stromquelle vielleicht?

Um die Schwellenspannung sauber zu messen empfiehlt sich 4-Draht statt 
2-Drahtmessung, dabei auch im Menue (oder per GPIB) auf 4-Draht 
umschalten.

Zum Vergleich habe ich gerade noch ein längsgeregeltes Statron gemessen: 
Die Anzeige zappelt zwischen 107,4XXX mA und 107,6XXX mA.

Die Messungen entsprechen nicht ganz Deiner Situation, weil bei mir die 
Spannung niedriger war als die 1,9V Deiner LED. Die Richtung sollte 
trotzdem stimmen.

Autor: Thomas O. (kosmos)
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wie lange belichtet die Kamera denn? Duch die Belichtungszeit wird das 
rauschen gemittelt, außerdem leuchtet eine LED meist auch etwas nach. 
Ich glaube also nicht das du das Helligkeitsflimmern überhaupt mit 
deiner Kamera aufnehmen kannst.

Hier geht es nur darum möglichst viele Farb oder Helligkeitsabstufungen 
im Bild zu haben und das ist eben durch die Belichtungszeit eh 
gemittelt.

: Bearbeitet durch User
Autor: rg423g (Gast)
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Also einfach mal aus dem BAuch heraus gesagt:

Ich glaube nicht dass eine 16 bit auflösende optsiche Messung das 
optische Rauschen einer Led-Lichtquelle auflösen können.

Aber jetzt wo cih drüber nachdenke, das willst ud ja auch nicht, du 
willst die LEd-Strahlung möglichst rauscharm haben, eben durch eine 
Konstantstromquelle, richtig?

der LM317 hat laut Datenblatt Ausgangsrauschen:
RMS output noise voltage: 0,003% Vout, also abhängig von der 
Ausgangsspannung.

Mich würde interessieren was eine Dunkelmessung für Rauschen ergibt,am 
liebsten in counts, wieviele da min max voneinander Abweichen und das 
dann vergleichen zu min max wenn die LEd eingeschalten ist, dann wüsste 
man direkt was die LEd samt Stromquelle samt Batterie Spannungsquelle 
etc so macht.

Autor: Zoidberg (Gast)
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Es geht doch wohl gar nicht um die Rauschverteilung in einem Bild, 
sondern um Helligkeitsänderungen während einer Messreihe.
Darum soll der Strom durch die LED nicht rauschen, weil damit die 
Lichtmenge schwankt.

Irgendwelche spektrale Änderungen des Lichts oder Bildrauschen ist gar 
nicht der Punkt.
Richtig erfasst? Kann man denn die 'Belichtung' nicht nachträglich 
anhand Histogramm korrigieren? Ist es wirklich so, dass man 1 bit LSB 
auswerten kann/muss?
Das fände ich echt beeindruckend. Bei gebauten 16 bit Systemen ist für 
mich leider durchaus zu erwarten, dass man 2 sich anlügt und ein 14 bit 
ADC reichte. ;-)

Da anscheinend ja noch andere mit ähnlichen Versuchsanordnungen forschen 
was nicht der Geheimhaltung unterliegt: worin tummelt ihr euch?

Autor: Chris M. (chris-m)
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Thomas O. schrieb:
> wie lange belichtet die Kamera denn? Duch die Belichtungszeit wird das
> rauschen gemittelt, außerdem leuchtet eine LED meist auch etwas nach.
> Ich glaube also nicht das du das Helligkeitsflimmern überhaupt mit
> deiner Kamera aufnehmen kannst.

Also ich hab nochmal nachgelesen, die Belichtungszeit beträgt 100µS 
nicht 100ms. Kürzer geht nicht.
Wir mitteln über 100Bilder.

Autor: Axel S. (a-za-z0-9)
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rg423g schrieb:
> der LM317 hat laut Datenblatt Ausgangsrauschen:
> RMS output noise voltage: 0,003% Vout, also abhängig von der
> Ausgangsspannung.

Jein. Das ist das Rauschen der Bandgap-Referenz im LM317. Und klar, wenn 
man mit dem Spannungsteiler eine höhere Ausgangsspannung einstellt, dann 
wird dieses Rauschen entsprechend verstärkt auf der Ausgangsspannung 
sichtbar. Und wenn man den LM317 als Stromquelle beschaltet, hat man das 
gleiche Rauschen halt auf dem Strom.

Bandgap-Referenzen rauschen deutlich stärker als buried zener 
Referenzen. Deswegen ist der LM317 für diese Anwendung auch eher 
ungeeignet.

Autor: Chris M. (chris-m)
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> Aber jetzt wo cih drüber nachdenke, das willst ud ja auch nicht, du
> willst die LEd-Strahlung möglichst rauscharm haben, eben durch eine
> Konstantstromquelle, richtig?

richtig


> Mich würde interessieren was eine Dunkelmessung für Rauschen ergibt,am
> liebsten in counts, wieviele da min max voneinander Abweichen und das
> dann vergleichen zu min max wenn die LEd eingeschalten ist, dann wüsste
> man direkt was die LEd samt Stromquelle samt Batterie Spannungsquelle
> etc so macht.

Wenn ein Deckel auf der Kamera ist und ich eine für die Messung typische 
ROI von 50x50 Pixel betrachte dann habe ich ungefähr ein Rauschen von 
0,5 Digits um einen Absolutwert von ungefähr 100 genau habe ich das noch 
nicht betrachtet weil ich mir dachte das ist praktisch nichts.

Autor: Chris M. (chris-m)
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Zoidberg schrieb:
> Das fände ich echt beeindruckend. Bei gebauten 16 bit Systemen ist für
> mich leider durchaus zu erwarten, dass man 2 sich anlügt und ein 14 bit
> ADC reichte. ;-)

Verglichen mit einer 14 bit Allegro von ISG ist die 16 bit Edge von PCO 
deutlich besser. Die Edge ist auch auf 0°C gekühlt.

> Irgendwelche spektrale Änderungen des Lichts oder Bildrauschen ist gar nicht der 
Punkt. Richtig erfasst?

Richtig, ein spektrales Rauschen wird jedoch zu einem 
Intensitätsrauschen führen da ich einen 2 nm FWHM Filter verbaut habe, 
wenn sich die Wellenlänge verschiebt, dann verschiebt sich also auch die 
Intensität.
Für die Messungen mit dem Powermeter habe ich jedoch die LED ausgebaut, 
man sieht dort die Verschiebung also nicht.

> Kann man denn die 'Belichtung' nicht nachträglich anhand Histogramm korrigieren? 
Ist es wirklich so, dass man 1 bit LSB auswerten
> kann/muss?

Mein Messignal ist die Intensität, ein Rauschen von 10 Digits führt 
dazu, dass ich nur noch 1/10 der Auflösung habe.

> Da anscheinend ja noch andere mit ähnlichen Versuchsanordnungen forschen was 
nicht der Geheimhaltung unterliegt: worin tummelt ihr euch?

erzähle ich nächste Woche, sonst wird darüber auch noch diskutiert, 
eigentlich wollte ich schon nicht sagen welche Kamera ich habe, weil ich 
schon wusste, dass das RAuschen nicht von der Kamera kommmt (siehe 
vorheriger Post) dummerweise habe ich das dann doch gesagt und jetzt 
wird über die Kamera diskutiert... Wenn ich jetzt versuche zu erklären 
(ist sehr exotisch) was ich mache, dann wird es ein totales Kaos...

Autor: Chris M. (chris-m)
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Zoidberg schrieb:
> Gut erklärt. Ich habe das so verstanden, dass die Kamera unterschiedlich
> rauscht je nach Licht. Er sagte, meine ich mich zu erinnern, dass das
> Bild lokal mal mehr oder weniger Bildrauschen zeigt, was eigentlich
> gemessen werden soll.

Nein, das Rauschen ist überall gleich.

Autor: Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Rainer V. schrieb:
> Gruß Rainer, der in solchen Fäden gern mal Minuspunkte sammelt...
Weil er nicht bei der Sache bleibt, sondern den Hilfesuchenden auf 
billige Art diskreditiert. Tut dat Not?

Libary schrieb:
> Ich verstehe Chris M. so: er macht 100 Reihenaufnahmen und will bei
> allen die exakt gleiche Beleuchtung haben. Beleuchtungsänderungen
> zwischen den Belichtungsreihen sind egal.
Wenn man aus dem einen Wort "Lichtfarbe" und aus dem anderen 
"Helligkeitsänderung" macht, liest sich das irgendwie flüssiger.

: Bearbeitet durch Moderator
Autor: Chris M. (chris-m)
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Libary schrieb:
> Ich glaube, hier schlägt Pisa voll zu; irgendwas mit Textverständnis.
> Ich verstehe Chris M. so: er macht 100 Reihenaufnahmen und will bei
> allen die exakt gleiche Beleuchtung haben. Beleuchtungsänderungen
> zwischen den Belichtungsreihen sind egal.

Ich mache eine MEssung über maximal 30 Minuten, wenn ich mich beeile und 
super schnell bin, dann reichen mir auch 10 Minuten.
Über diese Zeit sollte die Intensität der Lichtquelle stabil sein. D.h. 
kein Rauschen haben. Wenn sie in dieser Zeit linear oder nach irgend 
einer fitbaren Funktion driftet ist nicht schön aber trotzdem noch ok.

Wenn ich die Zusammensetzung meines Analysten verändere, dann verändert 
sich die Intensität von Teilen des Bildes. Wenn ich die 
Zusammensetzungsänderung wieder Rückgängig mache, dann wird auch die 
Intensitätsänderung rückgängig gemacht.
Dadurch kann ich auch die Dirft schön fitten.

Autor: Chris M. (chris-m)
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ZF schrieb:
> Dem TO geht es wahrscheinlich aber um die zeitliche Stabilität des
> Photonenstroms, also die der Stromquelle. Interessant wäre zu wissen
> über welche Zeiten wir sprechen. Beträgt die Integrationszeit je 1 ms
> und sollen einige hundert Aufnahmen in Folge vergleichbar beleuchtet
> sein? Oder geht um die Vermeidung von Drift úber mehrere Stunden?
> Einzelheiten hält der TO für zu kompliziert für uns, deshalb kann man da
> aktuell nicht weiter helfen. Mit dem heute morgen gefundenen Sourcemeter
> sind er und die LED jedenfalls in guten Händen, idealerweise betreibt er
> es in Vierleiterschaltung, misst so auch direkt die Schwellenspannung an
> der Diode und programmiert ein Spannungslimit um die LED vor Zerstörung
> durch Fehlbedienung zu schützen.

Pro Bild beträgt die Belichtungszeit 100µS, eine ROI hat 50 x 50 Pixel 
(könnte ich notfalls auch etwas vergrößern) es wird der Mittelwert aus 
100 ROI-Bildern gemittelt.

Drift ist egal. Nur das Rauschen ist ein Problem. Die Messzeit könnte 
ich auf 10 Minuten drücken.

Autor: rg423g (Gast)
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homepages.rpi.edu/home/70/sawyes/public_html/SPIE_Invited2005.pdf

hab nur kurz mal: noise on leds gesucht

Habe das Dokument nur überflogen, mir scheint das Eigenrauschen des 
Halbleiters extremst gering, die Graphen fagen ja bei 10e-17 an, nV oder 
nA wäre ja 10e-9.


Vielleicht doch mal den LM317 wegmachen und mit dickem Vorwiderstand 
testen, da sollte ja das Rauschen direkt aus dem Johnson-Noise 
errechenbar oder abschätzbar sein.


Ah ja antürlich wichtig ist dann der Rippel deiner Spannugsversorgung, 
dann am besten die Batterie nehmen und eventuell großen Widerstand der 
die ganze Leistung kann, dann hätten wir einen Vergleich Led mit 
Konstantstromquelle und Led an Batterie mit Vorwiderstand, und dann die 
vergleichbaren Kamerabilder zum Rauschvergleich.

Autor: 2 Cent (Gast)
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Habe alles gelesen, offensichtlich nichts vom Problem verstanden. 
Problem zu trivial, oder mein Verstand zu trivial, eher letzteres. 
Helligkeit (Leistung) einer Lichtquelle, 600nm (nicht nochmal 
nachgelesen, nur "etwa" mit Superfilter), "Flimmerfrei" auf -17 bit (aka 
-100 dB etwa):
Glühlampe mit Kaltlichtspiegel am vorhandenem Labornetzteil??? Halogen 
mal aussen vor, was spricht gegen eine einfache (Wolframfadenglühlampe? 
Ich habe wirklich keine Ahnung (an dem Vorschlag/Frage erkennbar)

Chris M. schrieb:
> erzähle ich nächste Woche, sonst wird darüber auch noch diskutiert,
> eigentlich wollte ich schon nicht sagen welche Kamera ich habe, weil ich
> schon wusste, dass das RAuschen nicht von der Kamera kommmt (siehe
> vorheriger Post) dummerweise habe ich das dann doch gesagt und jetzt
> wird über die Kamera diskutiert... Wenn ich jetzt versuche zu erklären
> (ist sehr exotisch) was ich mache, dann wird es ein totales Kaos...
Chaos herrscht jetzt schon im Thread.


SCNR:
Chris M. schrieb:
> Wenn ich die Zusammensetzung meines Analysten verändere,
Meiner fächelt mit immernoch kaltluft zu, obwohl wir inzwischen alle 
unter 17Celsius haben. Ich sollte ihn sofort vor die nächste Bahn 
werfen, solange das noch nicht verboten ist. [Sorry/Fremdschäm für 
aktuelle ideen unserer Politiker heute]

Autor: Der Zweite günstige Troll aus dem Duzendpack (Gast)
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Ich zB bin auf solche Messtechnik spezialisiert und habe das Gefühl 
nicht genug vom Problem gehoert zu haben. Ich denke nicht, dass das 
Rauschen der LED das Problem ist.
Zusammengefasst. Eine Messung soll 30 Minuten dauern können. Das wird ja 
wohl kein statisches Experiment sein, sondern eine Zeitentwicklung. zB 
Eine Reaktion, ein Wachstum.

Der Rest sind nur Annahmen im Nebel. Ist es ein Streuexperiment, ein 
Absorptionsexperiment, ist das Licht gar an der Reaktion beteiligt

Autor: Chris M. (chris-m)
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Also ich glaube mit dem Keithley läuft es jeztzt.

gestern war ich wohl etwas zu nervös....

Anstatt des 100mA bereiches hatte ich den nächst größeren (1A) gewählt 
weil ich auch auf 150mA gegangen bin.

Wenn ich den 100mA bereich wähle, dann ist das Rauschen geringer als die 
Auflösung des Powermeters.

Nächster Fehler war wohl, dass ich mich nicht um die Auflösung des 
Powermeters gekümmert habe...
Bei einigen Messungen dürfte das Rauschen dem Umschaltpunkt des 
PowerMetres geschuldet sein...
Sorry...

Hab jetzt in einem Schnellschuss gemessen und es sieht so aus als ob ich 
jetzt noch etwa 10 Digits Rauschen habe wenn ich 150x150 Pixel ROI nehme 
und nur 1 Bild.

Messe jezt nochmal richtig und bin guter Dinge, dass es mit dem Keithley 
klappt.

Autor: ChrisM (Gast)
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Also es hat funktioniert!

Bin mit dem Sourcemeter noch auf den 10mA Bereich runter gegangen und 
dann hat es geklappt.

Das Verfahren, dass wir da weiter entwickeln heißt übrigens 
Oberflächenplasmonenresonanzspektroskopie und ist keineswegs eine 
"UNI-Spielerei"
Die Technologie ist bereits in der Biotechnologie und der Medizintechnik 
im Einsatz.

Vielen Dank an alle die mir geholfen haben!

Autor: ZF (Gast)
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Schön!

Sourcemeter spielen in dieser Anwendung vor allem dann ihre Vorteile 
aus, wenn man die Intensität variieren will, da sie einen riesigen 
Strombereich abdecken. Über da eingebaute Voltmeter kann man auch direkt 
die Schwellenspanung zurückmessen und sieht so wann die Diodentemperatur 
stabil ist. So dicht kommt kein externer Sensor dran.

Autor: Jan (Gast)
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Ich frag mich die ganze Zeit nur, warum bei dem Versuch so viel Wert auf 
eine möglichst konstante Lichtmenge gelegt wurde und nicht einfach das 
Licht zusätzlich mit dem Detektor/(super 16-bit Kamera) aufgenommen 
wurde?

1) Die Oberflächenplasmonen sollten ja wohl linear auf Lichtmenge 
antworten?
2) Die Kamera hat soweit ich mich erinnere 2048 x 2048 px^2 und es wird 
eine ROI von 50 x 50 px^2 ausgewertet, da sollte noch Platz für das 
Referenzsignal sein.

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