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基于新型有源电感的LCVCO的设计与性能改善研究的任务书
一、任务背景及目的
随着通信技术的不断发展，电路的工作频率也不断提高。而振荡器是电路中的基本模块之一，其所提供的时钟信号对整个电路系统的性能起着决定性的作用。目前，基于压控振荡器(VCXO)的电路被广泛应用于高频率的振荡器设计中。然而，由于传统LC振荡器存在着Q值不高、相位噪声大等问题，这在某些高精度、低噪声的时钟应用中会产生一定的影响。
近年来，新型有源电感技术得到了广泛的关注。与传统的LC振荡器相比，基于新型有源电感的振荡器具有更高的品质因数、更低的相位噪声、更广的工作频率范围等优势。因此，本研究旨在设计一种基于新型有源电感的LCVCO，并对其性能进行改善研究。具体任务如下：
二、研究内容及步骤
1.设计新型有源电感单元
有源电感单元是新型有源电感振荡器设计的核心，在本研究中需要设计一种合适的有源电感单元。具体步骤如下：
（1）根据电路需求和工艺限制，选择合适的电路拓扑结构。
（2）在C-CMOS工艺下，设计并优化有源电感单元。
（3）使用电磁仿真工具验证设计的有源电感单元的性能。
2.设计基于新型有源电感的LCVCO电路
基于设计的有源电感单元，设计基于新型有源电感的LCVCO电路。具体步骤如下：
（1）选择合适的LC振荡器拓扑结构。
（2）根据电路需求，选定有源电感单元的数目。
（3）在C-CMOS工艺下进行电路设计，并优化电路参数。
（4）进行电路仿真与分析，确保电路的正常工作，以及性能的匹配。
3.改善LCVCO的相位噪声性能
针对传统LC振荡器存在的相位噪声较大的问题，对设计的基于新型有源电感的LCVCO进行参数优化，改善其相位噪声性能。具体步骤如下：
（1）对LCVCO电路的关键环节进行建模与优化，以提高电路的品质因数。
（2）引入反馈与补偿电路，改善电路的相位噪声性能。
（3）进行电路仿真与测试，验证改善效果。
三、预期成果与意义
本研究的预期成果为：完成基于新型有源电感的LCVCO电路设计，设计出具有优良性能的有源电感单元并完成电路仿真与分析，改善了电路的相位噪声性能，并提供相应的实验数据。
此外，本研究的意义在于：
1.推广新型有源电感技术，为高精度时钟应用提供新思路。
2.通过本研究，可以提高LCVCO电路的工作频率、信噪比和可靠性。
3.对现有电子科技的发展与应用，具有一定的推动作用。
四、研究安排
第1-2个月：查阅相关文献，详细了解有源电感技术，确定设计内容和方案。
第3-4个月：进行有源电感单元的设计和优化，并使用电磁仿真工具验证性能。
第5-6个月：进行基于新型有源电感的LCVCO电路设计并完成优化。
第7-8个月：进行电路仿真、测试与分析，确定电路参数并进行相位噪声优化。
第9-10个月：搭建电路实验系统，进行实验验证，收集实验数据并进行分析。
第11-12个月：完成设计报告的撰写和总结。
五、参考文献
[1]李海燕,李永煌,于博明.有源电感设计及其在高精度振荡器中的应用[J].工程设计学报,2015,22(4):1-8.
[2]张新建,马丽,高长征.新型有源电感器件及其在振荡器中的应用[M].北京:国防工业出版社,2014.
[3]GaoY,XiongB,QianB,etal.A100-MHz-4.5-GHzintegratedLCVCOwithactiveinductor[J].IEEEMicrowaveandWirelessComponentsLetters,2008,18(2):116-118.
[4]SedraAS,SmithKC.Microelectroniccircuits[J].NewYork:OxfordUniversityPress,1998.
[5]KayattaA,GhannouchiFM,TijaniJ,etal.A5.4/10.8GHzfullyintegratedlow-phase-noisevoltage-controlledoscillatorusingactiveinductor[J].IEEETransactionsonMicrowaveTheoryandTechniques,2005,53(11):3347-3352.