¿Son iguales la frecuencia de respuesta y la frecuencia de corte?

No son en absoluto lo mismo. Suponiendo que estamos hablando de un amplificador operacional, la frecuencia de corte es el punto donde la ganancia de señal pequeña se reduce en 3dB.

La frecuencia de la velocidad de respuesta es un fenómeno de señal grande no lineal. Tiene que ver con qué tan rápido puede cambiar la salida en respuesta a una señal de entrada grande. Se debe a la cantidad finita de corriente disponible para cargar/descargar la capacitancia de compensación del polo dominante.

Las limitaciones de la velocidad de respuesta harán que una onda sinusoidal con amplitud y frecuencia lo suficientemente altas se distorsione para comenzar a parecerse a una onda triangular.

Hay una tercera causa de distorsión. Y también es sensible a la frecuencia.

Input DiffPair también afecta a la distorsión. Los pares diferenciales bipolares, sin resistencias de emisor para linealizar, tienen IP2 e IP3 predecibles. Estos números, algo diferentes para IP2 versus IP3, están cerca de 0.1 voltios PP en el Pin+ al Pin-.

Eso significa que 0,1 voltios a 1 KHz produciría 0,1 voltios a 2 KHz. Esto es IP2. Descendiendo en 10:1, a 0,01 voltios a través de Pin+ a Pin-, produciría 0,001 voltios a 2 KHz. En dB, la distorsión de segundo orden caería dB_for_dB.

Para el tercer orden, dado 1 KHz y 1100 Hz de nivel 0,1 voltios cada uno, el comportamiento de 2*F1 +- 1*F2 y 1*F1 +- 2*F2 producirá "hombros" a 900 Hz y 1200 Hz de nivel 0,1 voltios también. Bajando el nivel de 1Khz y 1,100Hz por 10:1, por lo tanto 0.01vpp para cada uno, producirá "hombros" a 900 y 1,200 a 0.0001vpp. En db, la distorsión de tercer orden caería 2dB_for_db.

¿Porque es esto importante? A bajas frecuencias, la gran ganancia de lazo abierto es su amiga y hace que el voltaje de Pin- a Pin+ sea pequeño, implementando una "tierra virtual". A altas frecuencias, la caída en la ganancia de bucle abierto hace que el voltaje de Pin- a Pin+ crezca 10:1 a medida que la frecuencia aumenta 10:1. Y los grandes voltajes entre los pines de entrada es lo que hace que el par diferencial (bipolares o fets) se distorsione.

Ejemplo: opamp UGBW es de 100MHz, su circuito es de ganancia unitaria, su frecuencia es de 10MHz y su voltaje de entrada es de 1voltPP. La ganancia a 10 MHz es solo 10, por lo que el error de entrada (cuánto difiere la tierra virtual de cero voltios) es Vout/Gain = 1vpp/10x = 0.1voltpp. Por lo tanto, el comportamiento de distorsión que predijimos en nuestros primeros párrafos es nuestra situación de distorsión aquí.

Y como advertí, el nivel de IP2 no es el mismo que el nivel de IP3, pero solo están separados por unos pocos dB (¿4:1?).

Respuesta corta: principalmente, la velocidad de respuesta juega un papel en los amplificadores de alta ganancia (opamps) con retroalimentación. La capacidad de amplificación de tales amplificadores tiene limitaciones de frecuencia que se caracterizan por dos definiciones de ancho de banda diferentes:

(1) Ancho de banda de señal pequeña: determinado por la respuesta de ganancia de bucle abierto de señal pequeña (producto de ancho de banda de ganancia)

(2) Ancho de banda de señal grande: determinado por las capacidades de giro del amplificador con retroalimentación: B=SR/(2*Pi*Vmax). Dentro de este ancho de banda, las señales de entrada sinusoidales se amplificarán sin distorsiones notables para amplitudes no mayores que Vmax. Las frecuencias más grandes causarán reducción de ganancia, distorsiones triangulares y cambios de fase adicionales.

¿Es la frecuencia de corte = frecuencia de velocidad de respuesta?

Solo mire la fórmula para la frecuencia de la velocidad de giro: -

Frecuencia de velocidad de giro =$\dfrac{S.R.}{2\pi\cdot Vp}$

Contiene un valor de amplitud Vp. Esto significa que depende de la amplitud de la señal de salida. La frecuencia de corte no depende de nada más que de cómo se diseña/construye el dispositivo.

Ellos son diferentes. Por ejemplo, si un amplificador operacional emite una forma de onda pequeña dentro de los requisitos de ancho de banda de ganancia, todo está bien. Luego, intenta generar una señal más grande que exceda la velocidad de respuesta y la salida se distorsiona mucho.