随着电子通讯行业的快速发展，锁相环电路作为ODU室外单元系统及射频收发前端的重要组成部分，其性能直接决定了ODU及收发机的关键技术指标。虽然锁相环电路的性能也得到了不断的改善和提高，但就目前形势而言，随着微波通信、雷达、导航和电子对抗等系统的迅猛发展，也对锁相环电路提出了更高的要求，因而研究锁相环技术具有重大的意义。本文的主要工作就是为了满足ODU室外单元系统的要求，而展开对S波段锁相环频率合成器及压控振荡器VCO的研制工作。本论文系统阐述了锁相环电路的组成、工作原理及应用，并对它的主要性能指标进行了较为详细的分析，同时对分立式外接VCO更是进行了深入讨论。VCO性能的好坏对整个锁相环电路乃至ODU系统来说都很重要，但集成VCO的应用有一定的局限性，尤其是VCO的性能指标(开环噪声)及其稳定性对ODU系统的误码率影响非常的大，所以通过改善VCO的性能来降低锁相环电路的相噪，从而达到改善ODU系统的性能。本文研究的主要内容包括以下几个部分：1.第二章对锁相环电路进行了详尽的概述，并对其组成模块的功能也进行了深入的分析，本文在第四章采用ADI软件对S波段锁相环频率合成器进行了设计，发现其具有较好的相位噪声和杂散抑制特性，该锁相环频率合成器采用外接式分立VCO，在最后对整个电路进行了调试与测试，测试结果表明本文设计的锁相环频率合成器在杂散抑制，相位噪声等指标上都达到了预期效果。2.第三章用ADS仿真软件对压控振荡器进行了仿真设计，并采用Cadence软件进行了版图设计，为使锁相环电路性能更加优良，本次设计采用外接分立式VCO，经过反复调试发现，采用分立式器件设计的VCO虽然其电路较为复杂、电路尺寸相对较大、设计周期长、很难满足便携式无线通讯设备小型化的要求，但相对集成VCO来说，它具有性能优良，相位噪声好，且方便调试等重大优点。3.第五章对锁相环的相位噪声和杂散进行了讨论和分析，在本文中同时也提出了低相噪设计技术和低杂散设计技术。