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近十几年来，无线通信技术和微电子技术得到了蓬勃发展，对CMOS射频通信系统的研究方兴未艾。锁相环频率合成器是无线射频系统前端的一个关键部件，频率合成器的锁定速度决定了通信系统的信道切换有多快以及系统被启动的速度有多快，在时分多址和扩频跳频通信系统中，更是急切需要快速锁定的高性能锁相环频率合成器。快速锁定、低相位噪声与毛刺、全集成的锁相环频率合成器设计始终是现代无线通信系统的一个挑战。
本文论述了锁相环频率合成器的工作原理，它的相位噪声和毛刺，以及它的动态过程，综述了各种加快锁定速度的方法，提出了一种新型的快速锁定的锁相环频率合成器。它包含一个新型的能够直接频率预置的数模混合信号压控振荡器，通过精确地预置压控振荡器的频率，这种锁相环频率合成器能够极大地加快锁定速度。采用0.35um3.3V标准CMOS工艺进行电路设计，把频率合成器的所有部件全部集成到了一块芯片上，芯片面积为0.4平方毫米。测试的结果表明，该频率合成器大大地加快了锁定速度，锁定时间小于10us，而且没有以牺牲相位噪声和毛刺水平为代价。该频率合成器测得的相位噪声是-85dBc／Hz@10kHz、1MHz参考频率的毛刺为-40dBc。该频率合成器能够自动监测到温度的变化并且补偿压控振荡器振荡频率随温度的漂移，使得压控振荡器的频率几乎不随温度的变化而变化。