随着现代通信、雷达、导航等技术的高速发展,电子系统对频率合成器的要求越来越高。如何设计出宽带、高分辨率、低相噪、频谱纯度好、低成本以及稳定性好的频率合成器,成为了当前研究领域的热门课题。本文从小数分频锁相环的基本理论出发,对小数分频产生的杂散进行了详细的分析,并提出了抑制小数杂散的解决方案。为了有效地抑制小数杂散,并且实现低成本,本文采用sigma-delta调制技术对小数杂散进行抑制。文中对sigma-delta调制技术进行了详细的论述,其基本原理是通过sigma-delta调制技术的噪声整形,将杂散的大部分能量推向频率高端,再利用环路滤波器的低通功能将高频噪声滤除。sigma-delta调制器有多种结构,目前比较常用的是MASH结构,本设计采用的就是这种结构,但是对其实现方式进行了改进。本文提出了两种sigma-delta调制器方案,经过比较最终采用了二进制溢出的48位累加器并设合适初值的方法,这种方法经实际验证有效抑制了小数杂散。其次本文从系统指标和需求出发,做出了锁相环路的整体设计方案,并对各关键电路的设计和选择进行了详细的说明。最后论文对频率合成器各个电路的设计进行了详细介绍和分析,对控制程序中的各个程序模块功能做了详细介绍,并对程序进行了时序仿真。经过最后测试结果表明,该设计达到了系统指标要求,合成输出了相噪低、杂散小的频率,sigma-delta调制器发挥了预期的效果。