Estoy tratando de construir un multiplicador analógico que tome dos voltajes y produzca el producto de ellos. He intentado simular un circuito. La simulación con estos métodos es parte de los objetivos del proyecto. Sin embargo, la salida ni siquiera sale como esperaba. Este es el diseño básico del circuito: 
Como puede ver, tengo 1 V en la entrada V1 y V2, pero la salida muestra 9.23 mV. ¿Hay alguna sugerencia de cómo solucionarlo?
Por lo tanto, tiene dos circuitos de amplificador de registro de inversión que utilizan U1 y U2 donde ...
U1_Vout = -Vt * ln (V1 / R1 / Is1) U2_Vout = -Vt * ln (V2 / R2 / Is2)
NOTA:
U1_Vout es la tensión de salida de U1
U2_Vout es la tensión de salida de U2
Vt = 26mV a temperatura ambiente
Is1 es la corriente de saturación inversa para la unión del diodo (emisor de base) de Q1
Is2 es la corriente de saturación inversa para la unión del diodo (emisor de base) de Q2
U3 se utiliza como un amplificador de suma invertida. Su salida es ...
U3_Vout = - (U1Vout + U2_Vout)
U3_Vout = Vt * ln (V1 / R1 / Is1) + Vt * ln (V2 / R2 / Is)
U3_Vout = Vt * ln (V1 * V2 / R1 / R2 / Is1 / Is2)
Finalmente, U4 se usa como exponente.
U4_Vout = -R5 * Is3 * e ^ (U3_Vout / Vt)
U4_Vout = -R5 * Is3 * e ^ (Vt * ln (V1 * V2 / R1 / R2 / Is1 / Is2) / Vt)
Simplificar da ...
U4_Vout = -R5 * Is3 * V1 * V2 / R1 / R2 / Is1 / Is2
Lo que normalmente quieres de un multiplicador es ...
U4_Vout = V1 * V2 / 1V
Pero tienes un factor adicional F en la ecuación.
U4_Vout = V1 * V2 / 1V * F
Donde ...
F = (1V * R5 / R1 / R2 * Is3 / Is1 / Is2)
La solución es multiplicar la salida por 1 / F. Puede hacerlo fácilmente simplemente agregando una resistencia de 9 V al terminal negativo en su amplificador sumador (U3). Esto generará un desplazamiento constante en la salida del amplificador sumador. El desplazamiento constante en el exponenciador se mostrará como multiplicación / división por un factor constante.
En tu simulación, asumamos que todos tus transistores son idénticos, por lo que Is1 = Is2 = Is3. Por lo tanto ...
1 / F = 10K * es / 1V
Necesitamos encontrar un voltaje de compensación X que se pueda poner en U4 de modo que ...
1 / F = 10K * Is / 1V = e ^ (X / Vt)
X = Vt * ln (10K * Is / 1V)
Sabemos por su simulación que la salida de U1 y U2 fue de 603mV
606mV = Vt * ln (1V / 10K / Is)
Resolviendo para Is da ...
Is = 1V / 10K / e ^ (606mV / 26mV)
Por lo tanto ...
X = 26mV * ln (e ^ (606mV / 26mV)) = 606mV (exactamente una caída de diodo)
Por lo tanto, la resistencia que debe agregar es ...
R = 9V / 606mV * 10K = 148.5K ohms
Si estuvieras implementando esto como un circuito real, los diodos no se adaptarían perfectamente. En ese caso, el valor calculado de R es aproximado, y probablemente necesitaría una resistencia variable para recortar la ganancia del circuito.
La salida de U3 (una tensión) está conectada a tierra a través de la unión base-emisor de Q4. Esto no va a terminar bien. ¿No notó que la salida de U3 es 1.07 en lugar de 1.2?
Para agregar a la respuesta de @ user4574 (+1), otra forma es agregar otro circuito de registro como este:
Luego, el voltaje de salida será \ $ V_ {OUT} = \ frac {V_1 \ cdot V_2} {V_ {REF}} \ $ , para V1, V2 > 0, Vref < 0.
Si realmente intentas construir esto, habrá errores y probablemente querrá oscilar alegremente sin condensadores en los transistores E-C. El ancho de banda variará enormemente con la entrada de voltaje.
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