随着无线通信技术的飞速发展,射频模拟前端电路的设计与研究已成为一个热门领域。随着CMOS工艺水平的不断进步,其成本反而不断降低,这极大的鼓励了设计人员采用CMOS工艺来设计射频电路。而且采用CMOS工艺来设计射频电路可以使数字基带的处理部分与射频前端电路放在一个芯片上实现,符合当今集成电路设计向单片化系统集成(SOC)发展的趋势。本文基于CMOS工艺,对在射频通信领域中占重要地位的频率综合器的设计方法进行了研究。频率综合器是一个包括模拟电路和数字电路的复杂的混合信号系统。通过对基于Sigma-delta调制器的小数N频率综合器的设计,可以学习到一整套电路设计的方法及流程。尤其是对于锁相环电路的分析与设计,有助于深入的理解关于负反馈系统的控制理论。在基于Sigma-delta调制器的小数N频率综合器的设计中,值得注意的一个关键地方就是系统的环路参数设计与系统噪声特性之间的紧密联系。因此要求在设计具体电路时,必须有整体的环路参数分析作为前提。本文从一个II型四阶电荷泵锁相环的系统分析出发,对其相位噪声进行了较为详尽深入的分析,提出了一系列用于分析系统参数和相位噪声特性的模型,还提出了关于Sigma-delta调制器的建模与仿真方法。通过对这些模型的分析,可以发现影响系统相位噪声性能的主要因素,以及可以通过怎样的方式来提高整体的噪声特性,也为以后在频率综合器的研究上指明了方向。本文采用TSMC0.25um 2.5V CMOS RF工艺的Hspice模型进行电路设计与仿真。