频率综合器中包含了高频的压控振荡器、预分频器,低频的电荷泵、滤波器和大量的数字逻辑电路,是个复杂的射频、模拟、数字混合系统,在设计中就需要对许多参数进行折衷,如相位噪声、建立时间、功耗、面积、匹配等。本文采用中芯国际0.18um模拟/射频工艺（smic18mmrf）提出了一种高频普纯度、高分辨率、低相位噪声、多频带输出的小数频率综合器系统,能够兼容目前广泛使用的多种无线通信标准和卫星定位系统。首先在系统级层次采用Verilog-A语言对小数频率综合器进行了行为级建模和仿真,并确定频率综合器中电荷泵电流、振荡器的压控增益以及环路滤波器中电容和电阻等参数。其次对频率综合器中的各个单元电路进行了设计和实现,其中预分频器采用基于电流模逻辑（CML）技术实现了高频工作,可编程分频器采用一般数字电路技术实现了128-256任意分频；小数分频器采用三阶级联Sigma-Delta调制器（SDM_MSAH₁-1-1）调制,以抑制小数杂闪；压控振荡器采用数字调谐技术以实现多频输出和宽带工作,其频率调谐范围为900MHz-2250MHz,相位噪声小于89dBc/Hz@100kHz。最后对整个频率综合器进行了系统仿真和验证,其锁定时间小于30us,实现了快速锁定。