锁相环在电子通信和信息处理系统中都有着广泛的运用。在无线收发系统中,锁相环的作用包含产生需要的本振信号、信号的调制与解调。在有线传输系统中,锁相环是时钟恢复电路的重要组成部分。在数字系统中,锁相环产生的时钟信号的质量直接影响整个系统的性能。本文设计了一款低相位噪声电荷泵锁相环。其输出信号在1.2GHz附近,输入参考信号为62MHz,用于产生卫星导航接收机射频前端的本振信号。分频方式为整数20分频,也可以外接分频比控制信号后进行小数分频。CMOS电荷泵锁相环的设计从两个层面进行。第一个层面是对电荷泵锁相环的各电路模块(鉴频鉴相器、电荷泵、压控振荡器、分频器)的结构选择和电路设计。对各模块的不同实现方式进行了介绍,对最后选用的电路结构进行了详细分析。分析的内容有:非理想效应的消除、对相位噪声优化、传输函数的推导与模型的选择。第二个层面是对环路的建模和环路参数的优化。把环路作为线性时不变系统,通过拉氏变换获得各模块噪声到输出的传函。再通过MATLAB将噪声的仿真结果代入传函计算,从而优化环路参数并指导模块电路的设计。整数分频锁相环电路的设计和仿真在Cadence平台下进行,采用SMIC180nm的CMOS工艺。对锁相环整体进行了电路和版图的设计与仿真。根据仿真结果,设计的CMOS电荷泵锁相环频率合成器能够产生需要的频率,各项指标达到设计要求。