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窄带物联网(NB-Io T)通信标准对射频收发机提出了低成本低功耗的设计要求。在无线射频收发机中,频率综合器是影响其性能和成本的关键模块之一。本文针对NB-Io T通信标准的主流频段900MHz,设计了一款全集成式电荷泵锁相环。本文首先分析了锁相环系统各模块功能并建立了连续时间模型,基于相位裕度最大法对该模型进行了求解,给出了锁相环电路设计的具体流程。在保证锁相环路稳定的前提下,使锁相环系统参数能够合理的分配到各子电路中。在电路实现方面,针对低成本低相位噪声的设计要求,对子电路进行了优化。在鉴频鉴相器设计方面,采用全差分架构并引入Latch电路使差分两端精确对准。在电荷泵设计方面,采用电流转向电荷泵和自举结构,消除了电荷共享,提高电荷泵的匹配性。在设计环路滤波器时,采用了电容倍增电路。对基于电流镜的电容倍增结构和基于单位增益放大器的电容倍增结构进行了分析对比,基于单位增益放大器的电容倍增电路噪声性能较为优越。与无源环路滤波器相比,采用基于单位增益放大器的电容倍增电路后,滤波器版图面积减小了64%。压控振荡器采用了LC压控振荡器架构,采用3bit开关电容增大调谐范围。针对分频链路中各分频器工作频率的不同,分别采用了TSPC结构触发器、逻辑门结构触发器,兼顾了分频链路的噪声与功耗。本文也分析了电路中各模块噪声对锁相环整体输出噪声的影响,推导了各模块噪声到整体输出噪声的传输函数,为优化锁相环噪声性能指出了方向。最后,本文在TSMC 90nm工艺下,实现了一款900MHz点频输出锁相环,仿真结果显示,采用无源滤波器时,锁定时间为5us,1MHz频偏处相位噪声-116dBc/Hz。采用基于单位增益放大的电容倍增电路时,锁定时间为20us,1MHz频偏处相位噪声-114dBc/Hz。流片测试结果显示,采用无源滤波器的900MHz点频输出锁相环,1KHz频偏处相位噪声为-93.31dBc/Hz,1MHz频偏处相位噪声为-110.62dBc/Hz,参考杂散为-59.636dBc。