锁相环作为提供时钟和频率基准的重要模块，在高速数字处理系统、无线通信系统和高速数据传输系统中均得到了广泛的应用。随着通信系统和大规模数字信号处理技术的发展，对锁相环性能的要求越来越高，几乎在所有的应用中都希望锁相环能满足宽可调范围、低噪声、快速锁定和低功耗。但在锁相环设计中这些指标往往不能同时得到优化，如何同时提高锁相环几个方面的性能是目前研究的热点之一。　　 本论文的主要研究内容是宽可调范围低抖动电荷泵锁相环的设计，完成了环路结构和模块的电路设计、版图设计以及流片和芯片测试。可调范围与输出抖动的折衷是锁相环设计面临的重要问题之一。本文在对电荷泵锁相环的电路结构、工作原理以及设计方法深入研究的基础上，提出了三种改进的电荷泵锁相环。改进电路可在实现宽可调范围的同时获得低抖动的输出，仿真和测试结果验证了电路结构的可行性。　　 论文的主要创新点为：　　 1.提出了改进的鉴频鉴相器和电荷泵。改进电路分别实现了鉴频鉴相器鉴相范围的增加和电荷泵充电电流与放电电流的匹配。　　 2.提出了一种双控制通路电荷泵锁相环。通过在环路中使用有两个输入端的双端口压控振荡器并增加一条控制通路，解决了锁相环设计中面临的可调范围与输出抖动之间折衷的问题。实现了锁相环可调范围和输出抖动的同时优化。　　 3.提出了一种带宽自适应电荷泵锁相环。在电路中应用有源电阻，并用压控振荡器的偏置电压对电荷泵和有源电阻同时进行偏置。锁相环中环路带宽与工作频率的比值以及相位裕度在不同的工作频率下保持不变。解决了宽可调范围锁相环中最低输入频率对带宽的限制，从而在整个可调范围内都能对输出抖动进行优化。另外，使用自适应结构还降低了环路对工艺涨落和温度变化的敏感度。　　 4.提出了带宽自适应自校准电荷泵锁相环。带宽自适应技术使锁相环在可调范围内均能对输出抖动进行优化，自校准结构可在保持宽可调范围的条件下减小压控振荡器的增益。所以提出的锁相环在带宽自适应结构的基础上进一步优化了输出抖动。此外还提出一种子带选择电路。通过对信号周期直接比较和高效的逻辑控制有效地减小了压控振荡器的自校准时间，加快了锁相环的锁定速度。