物联网技术的高速发展,离不开低功耗、高性能短距离通信芯片。相应地,也要求低功耗、高性能的发射机。极性发射机由于其结构简单,避免使用高能耗的混频器与滤波器进行频率相位调制,降低了系统功耗与复杂度,得到了广泛应用。两点调制锁相环在极性发射机中负责相位调制,是极性发射机的重要组成部分。因此,进行低功耗、高性能的两点调制锁相环的研究设计具有重要意义。本文面向物联网短距离通信应用,以直接变频发射机中的两点调制锁相环为研究对象,阐述了两点调制模式下低功耗小数锁相环的设计。本文首先设计了一个调谐范围覆盖4.4GHz～5.2GHz的C类LC压控振荡器,设计了幅度反馈环路,通过检测交叉耦合管共源端电压,自适应调整栅极偏置电压,实现了起振条件、电路效率、相位噪声性能之间的较好折衷。分析了幅度反馈环路稳定性,得出了反馈运放指标。接着完成了锁相环中其他关键模块的设计,针对传统栅端开关电荷泵的充放电电流随输出电压变化的问题,改进了低压栅端开关电荷泵,实现了高电流匹配度,并设计应用于该电荷泵的轨到轨输入主从结构运算放大器,具有高共模抑制比的优点;对于多模可编程分频器,通过内嵌逻辑门的2/3预分频,提高了工作频率并降低了功耗。仿真结果表明,本文设计的锁相环在0.8V电源电压下,功耗小于2m W,锁定时间约为30μs,输出频率范围为2.2GHz～2.6GHz,100k Hz频偏处相位噪声约为-92d Bc/Hz,1MHz频偏处相位噪声约为-117d Bc/Hz;GFSK调制模式下,环路滤波器输出纹波控制在2m V以内,达到了设计要求。