高性能频率合成器是现代先进电子设备关键部件之一,对系统性能有着重要影响。随着通信、雷达、测量等技术的发展,对频率源的稳定度、频率纯度和频率范围提出了越来越高的要求。其中,电荷泵锁相环因其具有易于集成、锁定速度快、锁定范围宽等优点,如今已成为广泛应用的一种结构。本课题是与弥亚微电子(上海)有限公司横向合作项目,公司一款芯片需外接两个晶振,频率分别为:32.768KHz和22.118MHz,作者的工作为通过锁相环频率合成技术用已有的频率为32.768KHz晶振来实现22.118MHz时钟供内部电路使用,从而降低芯片外接电路的成本。采用自顶向下的设计方法,论文详细介绍了从系统级到电路级设计的整个项目开发过程。在系统级设计上着重分析了电荷泵锁相环的工作原理,制定电荷泵锁相环各个子模块设计要求,然后利用simulink工具建立系统行为级模型,验证并优化系统设计参数。在电路级设计过程中给出了电荷泵锁相环各子模块电路(鉴频/鉴相器,电荷泵电路,压控振荡器,分频器)的详细设计过程,在电路设计过程中着重考虑低功耗问题,采用了如m序列码产生器,源耦合逻辑构成的二分频等电路结构来降低整体电路的功耗。经模拟仿真验证各个子模块电路均满足设计要求。