无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是一种由部署在监测区域内大量的微型传感器节点构成的自组织网络系统,可以应用于智能家居、环境检测、医疗护理和军事安全等领域。随着无线传感网技术的发展,射频收发芯片对于频率综合器的稳定性和功耗提出了更高要求,作为频率综合器中的核心模块,正交压控振荡器(Quadrature Voltage Control Oscillator, QVCO)和小数分频器(Fractional Divider, FD)具有研究价值。本文的主要工作是设计应用于WSN射频收发芯片中的正交压控振荡器以及小数分频器模块。整个系统基于1V低电源电压,采用0.18-μmRF-CMOS工艺实现。QVCO通过并联晶体管耦合产生正交信号,采用互补交叉耦合晶体管提供负阻。QVCO运用开关电容阵列扩展频率调谐范围,采用开关电阻偏置阵列来提供合适的偏置电流以节省功耗。小数分频器包括高速二分频器、双模预分频器、可编程计数器以及∑-△调制器。其中高速二分频器采用电流模逻辑的伪差分结构来提高工作频率；双模预分频器基于相位切换技术以达到低功耗的目的；∑-△调制器采用改进型的MASH 1-1-1结构降低小数杂散。各工艺角(TT/FF/SS)及温度(-40/27/80℃)条件下,后仿真结果显示：QVCO核心功耗最小仅为1.21mW,振荡频率范围为2.31～2.81GHz,1MHz频偏处相位噪声最大为-112.0dBc/Hz;小数分频器功耗小于1mW,工作频率范围为2.3～2.8GHz。各项性能均满足指标要求。本文所设计的正交压控振荡器、小数分频器电路具有低电压低功耗特性,满足WSN射频收发芯片的要求。