Hi, wir haben in der Vorlesung Bauelemente genau das gemacht, hier die Rechnung, die du dann mit deinen Werten modifizieren musst:

Die Berechnung der Bauteile richtet sich danach, dass pro Stufe ein Verstärkungsfaktor von ca. 7 angestrebt ist.

Um einen stabilen Arbeitspunkt des Transistors zu erreichen, wird von einem Ruhestrom von 5mA
ausgegangen und am Ausgang ein Ruhepegel von 7V eingestellt. Diese beinhaltet bei 3Vpp nach oben 0,5 V Reserve. Aus diesen Vorgaben ergibt sich der Wert von

2V/5mA = 400Ohm

für den Widerstand Rc.

Aus der Eigenschafft des Transistors eine Stromänderung am Emitter nahezu vollständig an den Kollektor weiter zu geben lässt sich der der Widerstand Re errechnen.

∆ I = ∆ Uein / Re
∆ Uaus = Rc * ∆I


daraus folgt

Uaus = Rc * ∆ Uein/Re

∆ Uaus/∆ Uein = Rc / Re

mit
∆Uaus/∆ Uein = Verstärkung = 7

=> 7 = 400 Ohm/ Re

=> Re = 57 Ohm

Hier ergibt sich aus den 5 mA und den 57 Ohm am Re eine Spannung von U = 0,285V .
Da der Transistor eine Basis Emitter Spannung von etwas 0,7V benötigt, müssen deshalb an der Basis 0,985V eingestellt werden. Das bedeutet, das die Basis gegenüber Masse die 0,985V und gegenüber Vcc 8,015V hat. Zusammen mit dem Querstrom durch den Spannungsteiler ergeben die Wiederstandswerte von R1 und R2. Der Querstrom sollte das 3 bis 10 Fache des Basisstromes betragen, um den Spannungsteiler nicht zu sehr zu belasten. Da hier auf möglichst wenig Stromverbrauch geachtet wírd, soll der Querstrom das dreifache sein.
Es wird mit einem Verstärkungsfaktor B = 100 gerechnet, und das ergibt im Ruhezustand einen Basisstrom von

Ib = Ilast/B = 5mA/100 = 50µA.

Der Spannungsteiler an der Basis stellt einen Knotenpunkt dar. Es gilt:

Ivcc – Ib – Ignd = 0

Ivcc = Ib + Ignd = 50µA + 150µA = 200 µA.

Das bedeutet

R1 = 8,015V/200µA = ca. 40kOhm

R2 = 0,985V/150µA = ca. 6,7kOhm

Bisher sind alle Berechnungen dazu da, die Dimensionen der Bauelemente für den korrekten Arbeitspunkt zu bestimmen. Im nächsten Schritt werden dann die Größen der AC relevanten Teile bestimmt.

Da das Mikrofon eine Offsetspannung mit aufmoduliertem AC Anteil ausgibt ist ein Bandpass nötig, um das Frequenzband 300 – 3000 Hz zu verstärken.
Dieser Bandpass setzt sich aus einem Hochpass am Eingang und einem Tiefpass über Rc zusammen. Um den Eingangswiderstand der Schaltung für AC zu bestimmen, muss man berücksichtigen, dass sie für AC die Widerstände R1,R2 und Re parallel liegen und Re aufgrund von B mit dem Faktor 100 eingeht.

So ergibt sich ein RC Filter mit einem R von ca 2860 Ohm.




Der Hocpass wird durch eine Kapazität am Eingang realisiert.

C2 = 1/(2*pi*2860Ohm*300Hz) = ca. 200 nF

Der Tiefpass findet sich als parallele Kapazität über Rc.

C1 = 1/(2*pi*400Ohm*3000Hz) = ca. 132 nF


Die in der letztendlichen Schaltung verwendeten Teile richten sich danach, welche erhältlichen Bauteile an den errechneten Werten am nächsten dran liegen.