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无线通信技术的日益发展使得频率合成器成为在雷达、导航、无线数据通信、遥感遥测、物联网等领域中最关键的单元电路之一。频率合成器的工作性能也成为决定整个无线收发机系统性能好坏的关键因素。因此,致力于研究和发展频率合成器仍然是全世界无线通信研究领域的一个重要课题。本文在深入研究锁相环频率合成器理论体系的基础上,对超高频RFID锁相环频率合成器的两个关键模块压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator)和分频器(Frequency Divider)进行改进,提出了一种新型的超高频RFID锁相环频率合成器电路结构。主要工作和创新点如下:(1)研究超高频锁相环频率合成器的整体结构,对锁相环频率合成器的性能指标进行深入的分析和总结,确定总体设计目标。(2)提出一种新型双模预分频器(Prescaler)电路。该电路采用改进型的单相时钟控制技术(E-TSPC)进行设计,由两个D触发器和两个门级电路组合而成,具有结构简单、工作频率高、功耗低、芯片面积小、锁定时间快等特点。(3)提出一种新型低相位噪声正交压控振荡器(LC-QVCO)电路。该电路结构在传统正交压控振荡器电路基础上,通过改变电路信号耦合方式和采用开关信号控制技术,使得该新型正交压控振荡器具有低相位噪声、低功耗的优点。(4)提出一种结构新颖的超高频锁相环频率合成器方案。该方案应用上文提出的新型双模预分频器和正交压控振荡器电路结构,降低了分频器的设计复杂度,提高了锁相环频率合成器的整体噪声性能,减少了电路的整体功耗。电路基于Chartered 0.18-μmCMOS工艺,采用Cadence为主要仿真工具,以ADS为辅助仿真工具。仿真结果表明:提出的新型双模预分频器在0.9 V的低电压供电下,最高工作频率为3.9 GHz,功耗仅为226 μW,版图面积为0.067×0.046 mm2;提出的新型压控振荡器的相位噪声为-124dBc/Hz@1MHz。