向振荡器中注入一个周期信号会产生非常有趣的锁定和牵引现象,这些效应在收发机和频率综合器中起着非常重要的作用。注入锁定技术广泛应用在正交振荡器、分频器、倍频器。近几年次谐波注入技术更是被用来改善锁相环(PLL)的相位噪声。为了能够更好的了解注入锁定技术本文分别设计了注入锁定锁相环、注入锁定倍频器以及注入锁定分频器。本文首先介绍了注入锁定技术的基本理论,并对注入锁定压控振荡器(VCO)的相位噪声模型进行了研究。然后对传统锁相环结构和性能进行简单说明,同时介绍了频率综合器的关键性能指标如相位噪声、时钟抖动和锁定时间等,并指出了这些性能指标对无线通信系统的影响。本文对比了几种优化锁相环相噪的技术,提出了本文的次谐波注入锁定频率综合器架构。紧接着从环路稳定性和噪声性能两方面出发,选取环路参数,得到了注入锁定PLL的噪声传递函数。详细分析了本文所提出的频率综合器的模块的电路,主要包括注入锁定VCO、脉冲产生电路、分频器、PFD/CP、注入锁定倍频器。对注入锁定PLL的锁定过程进行研究,分析了可能引起失锁的原因,并通过电路仿真进行了验证。采用TSMC0.13um CMOS工艺对该频率综合器进行设计和实现。文章最后采用TSMC0.13um CMOS工艺设计了一个应用在Ku波段的低功耗宽锁定范围的注入锁定分频器。