锁相环是无线电子系统最重要的组成部分之一,可以说是整个系统的核心。锁相环中最重要的部件就是压控振荡器(VCO),同时,压控振荡器作为射频收发机的核心模块之一,其重要性不言而喻。压控振荡器(VCO)产生本地振荡信号,可以实现射频信号的频谱搬移以及信道的选择,作为优先考虑标准,它的调谐范围决定了振荡器的频率选择性和适用范围,相位噪声性能决定了振荡器的灵敏度。现代振荡器对相位噪声的要求越来越苛刻。在要求单片系统集成并兼容多种无线通信协议的发展趋势下,对VCO的设计提出越来越高的标准。在这样的背景条件下本文主要针对WiMAX中频段在2.3~2.7 GHz的应用,为了达到覆盖的目标,需要设计一个本振信号能覆盖4.6~5.4 GHz的压控振荡器,这就是本文的设计目标。本文首先回顾了一下振荡器的发展历史和研究现状,分析了一下发展趋势,然后讨论振荡器的工作原理、设计重点以及性能要求,重点分析了相位噪声理论,最后是LC-VCO的具体设计以及仿真。本文采用了TSMC 0.18μm CMOS工艺中的器件模型进行电路的整体设计,用Cadence公司的Spectre软件进行模拟仿真,该振荡器采用了NMOS交叉耦合结构,同时使用了5比特32位的开关电容阵列扩展其调谐范围,使得压控增益Kvco可控制在一个较小的值,有效降低振荡器的相位噪声,后仿结果显示最终得到的VCO的调谐范围为4.5~5.5GHz,版图的面积为0.1472mm,功耗小于10mW,相位噪声在中心频率5GHz时可以达到-122dBc/Hz@1MHz,达到了设计要求并流片。