Cabaran bagi reka bentuk blok hadapan frekuensi radio untuk aplikasi Internet Benda adalah reka bentuk kuasa dan hingar fasa yang rendah bagi semua litar. Prestasi semua blok dalam pemancar-penerima perlu ditingkatkan untuk menangani cabaran ini. Pengayun voltan terkawal (VCO) merupakan salah satu blok terpenting dalam menentukan prestasi pemancar-penerima RF. Oleh demikian, dalam projek ini, penekanan adalah bagi reka bentuk litar VCO kuasa dan hingar fasa rendah. Dalam projek ini, reka bentuk arus guna semula CMOS LC-tangki VCO telah dilaksanakan untuk mencapai penggunaan kuasa yang rendah dan mempamerkan prestasi sekurang-kurangnya sama seperti VCO LC-tangki yang biasa. VCO arus guna semula class-C sebenarnya mampu mempamerkan kecekapan penukaran arus DC-RF yang lebih tinggi dan prestasi secara keseluruhan yang lebih baik berbanding VCO kelas B. Dalam penyelidikan ini, reka bentuk 0.13um VCO kelas C arus guna semula telah dilaksanakan untuk aplikasi Internet Perkara (IoT) dengan frekunsi 2.45GHz. Simulasi pra- dan pasca-bentangan adalah menggunakan Cadence Spectre-RF dan Mentor Calibre. Penggunaan kuasa ialah 2.0432mW dan hingar fasa ialah -122.4dBc/Hz@1MHz. Daripada perbandingan dengan kerja-kerja yang standing oleh penyelidik lain, didapati dagi segi penggunaan kuasa dan hingar fasa bahawa VCO kelas-C arus guna semula ini boleh dianggap baik. Walaubagaimanapun, dari segi figure of merit (FoM), VCO ini yang mempunyai nilai -187.077 dBc/Hz hanya boleh dianggap sederhana.
_______________________________________________________________________________________________________
The challenges in designing RF front end blocks for IoT are in designing low phase noise and low power consumption circuits. The performances of all blocks in the transceiver have to be increased in order to tackle this challenge. The voltage-controlled oscillator (VCO) is one of the vital blocks in determining the RF transceiver performance. Therefore, in this project, the emphasis will be on the low power consumption and low phase noise VCO. In this project, a 0.13-μm current reuse class-C VCO has been implemented for 2.45GHz Internet of Things (IoT) applications. Pre- and post-layout simulation are using the Cadence Spectre-RF and Mentor’s Calibre, respectively. From the results obtained, current reuse CMOS LC-tank VCO was implemented in order to achieve low power consumption but able to display at par phase noise performance as the typical LC-tank VCO. The power consumption is 2.0432mW and its phase noise is -122.4dBc/Hz@1MHz. The figure of merit for this VCO is –187.077 dBc/Hz. The performance achieved by the current reuse class-C VCO was compared with state of the art work by others. This VCO can be said as better in term of phase noise and power consumption. However it was considered as moderate in term of figure of merit.
Design of 0.13-μm cmos voltage controlled oscillator (vco) for 2.45 ghz iot application / Lee Chien Hsien