频率合成器广泛应用于现代的电子设备中,甚至被人们喻为众多电子系统的“心脏”。利用锁相原理来获得多频点、低噪声,宽频带的频率合成器,是现代通信设备中不可缺少的组成部分。所以设计高性能的锁相频率合成器是现代通信技术中一个重要的研究方向。 本文系统阐述了UHF锁相频率合成器的设计及实现,首先对锁相环和锁相频率合成器的基本工作原理进行了简单的介绍,然后主要介绍了目前锁相环频率合成器设计中比较流行的由电荷泵数字鉴频鉴相器和无源环路滤波器构成的频率合成器。强调了电荷泵锁相环芯片中鉴相器的工作原理及其优点。研究了频率合成器的性能对通信系统的影响,分别建立了相位噪声、参考杂波和锁定时间的数学模型,为无源环路滤波器的设计做了铺垫。然后详细介绍了满足不同指标的无源环路滤波器的设计。由于锁相频率合成器的环路带外相位噪声主要由压控振荡器的相位噪声来决定的,设计一个性能良好的压控振荡器是本文的重要环节,所以本文先介绍了压控振荡器的原理和设计方法,并利用先进的EDA工具(ADS)对振荡器电路进行仿真设计,并给出了仿真设计结果。最后给出了由电荷泵数字鉴频鉴相器MCD8825和无源环路滤波器构成的频率合成器的实际电路设计方案,得出VCO和频率合成器的实验测试结果,并与仿真结果进行比较,使理论和实践得到很好的结合,实现了频率范围为461.250MHz到489.500MHz、频率间隔为25KHz的低相噪频率合成器。并总结了频率合成器设计中常见的问题和解决这些问题的方法。