Python: Logarithmusverstärker-Ausgangsspannung mit UliEngineering berechnen
Du kannst leicht die Ausgangsspannung eines Logarithmusverstärkers mit der UliEngineering-Python-Bibliothek berechnen:
from UliEngineering.Electronics.Amplifiers import logarithmic_amplifier_output_voltage
# Ausgangsspannung für 1µA Eingangsstrom berechnen
vout = logarithmic_amplifier_output_voltage("1uA", "10k", "0.7V")
print(f"Ausgang (1µA, 10k, 0,7V): {vout:.3f} V")
# Ausgangsspannung für 10µA Eingangsstrom berechnen
vout = logarithmic_amplifier_output_voltage("10uA", "10k", "0.7V")
print(f"Ausgang (10µA, 10k, 0,7V): {vout:.3f} V")Beispielausgabe
Ausgang (1µA, 10k, 0,7V): -0.161 V
Ausgang (10µA, 10k, 0,7V): -0.230 VDer Logarithmusverstärker erzeugt eine Ausgangsspannung, die proportional zum Logarithmus des Eingangsstroms ist. Dies ist wesentlich für die Kompression von Signalen mit großem Dynamikbereich, Audioverarbeitung, optische Sensor-Anwendungen und alle Anwendungen, bei denen Signale viele Größenordnungen umfassen. Die logarithmische Kennlinie ermöglicht eine bessere Visualisierung und Verarbeitung von Signalen mit großen Schwankungen.
Die Ausgangsspannung wird mit der Formel $V_{out} = -V_T \ln\left(\frac{I_{in} R}{I_s}\right)$ berechnet, wobei $V_{out}$ die Ausgangsspannung, $V_T$ die Thermospannung (ca. 26mV bei Raumtemperatur), $I_{in}$ der Eingangsstrom, $R$ der Rückkopplungswiderstand und $I_s$ der Sättigungsstrom der Diode oder des Transistors ist. In der Praxis verwendet die Implementierung die Diodengleichung mit einem Referenzspannungs-Versatz.
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