Einzelframe-SNR, gestapeltes SNR und optimale Teilbelichtungszeit anhand von Bortle-Klasse und Kamerarauschparametern berechnen.
Geben Sie Ausleserauschen und Dunkelstrom der Kamera (aus den Herstellerspezifikationen) sowie die Bortle-Klasse ein. Stellen Sie Zielsignal, Einzelbelichtungszeit und geplante Frameanzahl ein.
Das SNR eines Einzelframes ist das Signal geteilt durch die Wurzel aller Rauschbeiträge – Signal, Himmelshintergrund und Dunkelstrom (jeweils mit der Belichtungszeit skaliert) plus das Quadrat des Ausleserauschens. Das Stapeln von N Frames erhöht das SNR um den Faktor √N.
Die optimale Teilbelichtung markiert den Punkt, ab dem das Himmelsrauschen das Ausleserauschen übersteigt; längere Teilbelichtungen bringen danach kaum noch Gewinn. Unter Bortle-1-Himmel (0,1 e⁻/s Hintergrund) erreicht eine Kamera mit 3,5 e⁻ Ausleserauschen diesen Punkt bei etwa 123 s – unter hellerem Himmel wesentlich früher.
Die Belichtungszeit, ab der das Himmelsrauschen das Ausleserauschen der Kamera übersteigt – berechnet aus diesen beiden Werten. Jenseits dieses Punkts bringt eine längere Teilbelichtung kaum Verbesserung des gestapelten Ergebnisses, erhöht aber das Risiko von Satelliten-Trails und Nachführfehlern.
Der Rechner ordnet jeder Klasse einen Himmelshintergrundfluss zu – von 0,1 Elektronen pro Sekunde pro Pixel bei Bortle 1 bis 100 bei Bortle 9. Je heller der Himmel, desto schneller akkumuliert Rauschen, desto niedriger ist das Einzelframe-SNR und desto kürzer die optimale Teilbelichtungszeit.
Das Gesamtsignal wird durch die Quadratwurzel aller Rauschbeiträge geteilt: Zielsignal, Himmelshintergrund und Dunkelstrom (jeweils proportional zur Belichtungszeit) plus das Quadrat des Ausleserauschens. Bei himmelsdominierten Frames verbessert eine Verdoppelung der Belichtungszeit das SNR um etwa √2.
Das gestapelte SNR entspricht dem Einzelframe-SNR multipliziert mit der Quadratwurzel der Frameanzahl; 50 Frames übersteigen das Einzelframe-SNR um mehr als das 7-Fache. Das ist oft der Unterschied zwischen einem verrauschten Einzelframe und einem glatten Endresultat.