ZigBee是一种新兴的无线通信技术，由于具有低功耗，低成本，组网规模大等技术优点，在短距离的无线传感网络中得到了广泛的应用，基于ZigBee协议的射频收发机逐渐成为研究热点。本文对2.4GHz全集成ZigBee射频收发系统中频率综合器进行了设计与研究。本文首先讨论了频率综合技术和锁相环型频率综合器的线性化模型，并对相位噪声优化做了简要分析。结合ZigBee协议规范，确定频率综合器的设计指标。论文着重分析了宽带电感电容压控振荡器的设计，阐述了片上平面螺旋电感的设计考虑，对可变电容做了简要介绍。对于宽带LC压控振荡器，为了降低振荡器的相位噪声，设计调谐电容阵列，将输出信号频率调谐范围划分为多个子频带；为抑制电源噪声扰动的影响，采用片内低压差线性稳压器提供电源电压。同时为保证输出振幅的稳定，设计电阻偏置阵列作为尾电流源并介绍了自动幅度校准方法。结合系统指标要求，设计了整数型分频器电路，重点介绍了基于相位选择器的高速双模预分频器的设计，介绍了抑制相位切换时毛刺信号的优化方法。设计电路在TSMC0.18μm CMOS工艺下进行了仿真分析以及版图绘制：压控振荡器电源电压1.8V，核心电路功耗1.68mW，输出信号频率范围4.46GHz~5.5GHz，子频带压控增益约60MHz/V，输出信号摆幅约810mV，相位噪声-114.1dBc/Hz@1MHz，分频器实现了系统要求的32/32.5双模分频，仿真结果表明设计电路符合系统要求。