Noise

[Albertus]

saluti a tutti

stavo rileggendo il libro
"The sky is your laboratory"

mi era sfuggita una cosa

Si afferma che il numero di elettroni immagazzinati nel buffer dei pixel del CCD si può considerare come la somma di S , gli elettroni generati dall'oggetto celeste e di un numero random il cui valore medio è zero e la deviazione standard è N, il rumore
da cui deduce la formula approssimata

accuracy = 1/SNR

Come è possibile che la media degli elettroni generati da sorgenti luminose che non siano il segnale sia nulla ?

[Zoroastro]

Le sorgenti luminose SONO il segnale.

[Albertus]

il segnale è la somma dei fotoni di luce emessi dalla stella di cui si vuole misurare la variazione di luminosità
Ai pixel del CCD arrivano però anche fotoni proveniente dal cielo che non è mai completamente scuro

[Zoroastro]

Ma per il condensatore del CCD il fotone è fotone, che ne sa lui da dove viene. Invece il rumore di cui parliamo è elettrone non generato da fotoni. Segnale = elettrone fotogenerato, rumore = elettrone non fotogenerato. Non bisogna confondere il rumore fotonico proprio del cielo col rumore elettronico proprio del circuito integrato. Rumore elettronico ossia Thermally generated noise, Reset Noise, Output Amplifier Noise, Clocking Noise e Dark Current Noise. Altro discorso è il rumore fotonico che va colla radice del numero dei fotoni secondo Poisson.

Ciao!

[Albertus]

in questo contesto il libro si riferisce al solo rumore fotonico del cielo
le altre fonti di rumore come quelle generate dai circuiti elettronici si possono ridurre con l'uso di camere raffreddate e/o dark frame
in ogni caso non credo che siano la fonte principale di rumore, sotto i nostri cieli inquinati

[Zoroastro]

OK sorry adesso è charo. La formula dice accuratezza = 1/(rapporto segnale-rumore) = 1/errore, nel caso di errore casuale ossia distribuzione normale (gaussiana) attorno al valore effettivo.

Accuratezza è "scostamento della media delle misurazione dal valore vero", mentre precisione è la deviazione standard sigma delle misure dal valore vero, = errore = SNR (grosso modo ...). Sempre per una dstribuzione random dell'errore la precisione è la larghezza della gaussiana a 2/3 dell'altezza (perdona l'approssimazione ingegneristica ) e rappresenta l'ampiezza della variabilità della misura.


Per errore con distribuzione di Poisson (ad es. errore di conteggio dei fotoni nel CCD) la deviazione standard sarebbe la radice di N, numero di misurazioni o eventi = fotoni.

La formula citata (che mi pare solo qualitativa) dice che l'accuratezza della misura (ossia lo scostamento dal valore vero) è inversamente proporzionale all'errore sigma. Quindi riducendo l'errore di misura aumenterebbe l'accuratezza ossia diminuirebbe lo scostamento dal valore vero - sempre nel caso di errore casuale.

A mio avviso la luminosità diffusa del cielo non segue una distribuzione casuale, sia nel caso di radiazione naturale (es: Luna, spostata verso il blu) o dell'inquinamento luminoso che dipende dalla temperatura-colore della fonte artificiale.

Ribadisco inoltre che occorre distinguere tra il rumore fotonico statistico normale (gaussiano) e il rumore fotonico da inquinamento luminoso (non gaussiano).

Ciao!