Bildsensoren und optische Bauelemente

Welcher Zusammenhang zwischen der Größe des Schrotrauschens aufgrund statistischer Schwankungen der Photonenzahl und der Zahl N der Signalelektronen ist richtig?

  1. AProportional zu N
  2. BProportional zu √N
  3. CUnabhängig von N konstant
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Antwort: B. Proportional zu √N

Photonen treffen zufällig ein, sodass bei im Mittel N Signalelektronen Schwankungen von etwa √N auftreten (Poisson-Verteilung). Dies ist das Schrotrauschen; das SNR beträgt N/√N = √N, sodass es mit mehr Licht besser wird. Bei 100 Elektronen ist es beispielsweise 10, bei 10.000 100. Da es eine durch die Natur des Lichts selbst bedingte Grenze ist, lässt es sich durch noch so gute Schaltungsverbesserungen nicht beseitigen; die grundlegende Gegenmaßnahme ist, mit großen Pixeln und Linsen mehr Licht zu sammeln.

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