Jitter Noise – das unsichtbare Zittern der Präzision
Jitter Noise bezeichnet zeitliche oder räumliche Unregelmäßigkeiten in einem Signal – im Kontext der Astrofotografie betrifft das vor allem Digitalkameras und Guiding-Systeme. Es handelt sich um hochfrequente Schwankungen, die z. B. bei der Belichtung, Signalübertragung oder Nachführung auftreten und die Bildqualität negativ beeinflussen können.
Was ist Jitter genau?
In der Astrofotografie bezeichnet man als Jitter:
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winzige zeitliche Schwankungen bei der Signalabtastung
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Unregelmäßige Abstände zwischen Pixelbelichtungen
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oder „Zittern“ in der Nachführung durch schlechte Motoransteuerung
Jitter Noise ist:
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stochastisch (zufällig)
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oft nicht visuell auffällig, aber messbar
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verantwortlich für Feinrauschen und Guidingfehler
Arten von Jitter Noise
| Typ | Beschreibung | Auftretensbereich |
|---|---|---|
| Temporal Jitter | Zeitliche Abweichung bei Signalabtastung | CMOS-/CCD-Auslesung |
| Spatial Jitter | Unregelmäßige Positionierung (z. B. Guidingzittern) | Nachführung, Autoguiding |
| Quantization Jitter | Ungleichmäßige Digitalisierung (ADC-Stufe) | Kameraelektronik |
| Clock Jitter | Taktgeber-Instabilität in der Kamera oder USB-Verbindung | Digitale Schnittstellen |
Ursachen von Jitter Noise
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Billige oder schlecht abgeschirmte Elektronik
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Fehlerhafte ADCs (Analog-Digital-Wandler)
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Nicht synchronisierte Komponenten (z. B. USB-Clock vs. Kamera-Clock)
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Ungenaues Guiding (z. B. bei starkem Wind, Spiel in der Mechanik)
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Signalrauschen durch Stromschwankungen
Auswirkungen auf die Astrofotografie
Schlechtere SNR (Signal-to-Noise Ratio)
Unschärfe oder Mikrobewegung bei Langzeitbelichtung
Guidingfehler, v. a. bei OAG-Systemen
Verstärkung von Hotpixeln und Banding
Technische Darstellung: Jitter im Guiding
Hier eine Beispielgrafik der Guiding-Kurve:
| Zeit [s] | RA-Drift [arcsec] | DEC-Drift [arcsec] |
|---|---|---|
| 0 | 0.00 | 0.00 |
| 1 | +0.12 | -0.08 |
| 2 | -0.09 | +0.07 |
| 3 | +0.15 | -0.12 |
| 4 | -0.10 | +0.10 |
→ Das stetige Hin und Her bei geringer Amplitude zeigt Jitter Noise im Autoguiding.
Formel (vereinfachte Darstellung):
Jitter Noise=1N∑i=1N(xi−xˉ)2\text{Jitter Noise} = \sqrt{\frac{1}{N} \sum_{i=1}^{N} (x_i – \bar{x})^2}
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xix_i: Abweichung des Signals oder der Position
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xˉ\bar{x}: Mittelwert der idealen Position
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NN: Anzahl der Messpunkte
Diese Formel beschreibt die Standardabweichung, eine gute Näherung für die Stärke von Jitter Noise.
Gegenmaßnahmen und Tipps
Bei Kamera-Elektronik:
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Bessere Stromversorgung mit geregelten Netzteilen
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Verwendung von hochwertigen Kameras mit geringem Jitter (z. B. ZWO, QHY)
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Interne Pufferung aktivieren, falls vorhanden
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USB 3.0/3.2-Kabel mit Ferritkern nutzen
Bei Guiding:
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Belichtungszeit auf >1 Sek. setzen, um Seeing/Jitter zu glätten
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Guiding-Software mit Jitter-Kompensation nutzen (z. B. PHD2: „Predictive PEC“)
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Stabile Montierung & Kalibrierung regelmäßig prüfen
Wann ist Jitter kritisch?
| Situation | Auswirkungen des Jitter |
|---|---|
| Planetenvideo (Lucky Imaging) | Frame-Banding, Taktfehler |
| Deep Sky Langzeitbelichtung | Guiding-Drift, Verzerrung |
| Mosaike | Helligkeitsabweichungen |
| Sensor-Kalibrierung (Bias/Flat) | Fehlerhafte Darks, Pattern Noise |
FAQ zu Jitter Noise
Kann man Jitter Noise ganz vermeiden?
→ Nein, aber minimieren – durch saubere Elektronik, kurze Kabelwege und stabile Nachführung.
Ist Jitter Noise bei DSLRs relevant?
→ Weniger als bei Astro-Kameras, aber bei langen Belichtungen und Live-View kann’s auftreten.
Wie erkenne ich Jitter im Bild?
→ Oft indirekt: leichtes Banding, verschwommene Sterne, SNR-Abfall trotz guter Optik.