近几年,随着低功耗无线通信技术、微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)和嵌入式技术迅速发展,无线传感网(WSN, Wireless Sensor Network)应运而生,并被广泛认为是本世纪最前沿的科技之一。WSN技术目前已经在智能交通、环境监控、智能家居、医疗卫生甚至军事科技等多个领域被广泛应用。据此可以预测到,进行低电压低功耗WSN技术的研究对社会各个方面都存在重大意义并对人类未来的生活方式也会产生深远的影响,而作为WSN系统的关键模块,低功耗射频收发机需要更深入的研究和优化。鉴频鉴相器(PFD, Phase Frequency Detector)以及电荷泵(CP, Charge Pump)作为低功耗射频收发机中频率综合器的关键模块,其性能影响着整个射频收发机的性能。本文给出了鉴频鉴相器以及电荷泵的电路设计。此设计是在对电荷泵式锁相环中的PFD和CP模块理论分析的基础上,进一步创新、优化而来,本次设计的PFD基于TSPCD触发器实现,不仅具有高速、高精度、低电压、低功耗等优点,电路结构也更加简单,同时解决了死区问题。另外,为了进一步扩大充放电电流匹配时CP的输出电压范围,本次设计创新性的给出了基于低压差电流镜技术的CP结构,同时为了提高CP的充电电流和放电电流的匹配精度,利用了轨至轨运算放大器的虚短原理实现电压钳位,为了提高CP在环路锁定情况下的瞬态电流匹配,对CP电路进行了对应的优化,进一步减小了CP的非理想效应。本次设计的PFD&CP工作电压为1V,采用0.18μm CMOS工艺设计,完成了电路的原理图设计、前仿真验证、版图设计、后仿真验证。后仿真结果表明,本次设计的PFD&CP满足设计指标要求,并且性能良好,其中PFD在各种工作状态下,逻辑正确并且不存在死区；在电源电压为1V低电压、T、SS、FF三种工艺角下,CP性能良好,在输出电压0.06V～0.95V范围内,充放电电流稳定在 97μA-99μA,直流状态下,充放电电流失配小于0.5μA; PFD&CP级联仿真时,逻辑功能正确,性能满足指标要求。三种工艺角下,当参考信号和分频信号同频同相时,最大功耗为236.2μ.W,满足低功耗的要求。本次设计的PFD&CP电路满足WSN系统中低功耗射频收发机的应用需求,同时可以为其他射频收发机中频率综合器的设计提供参考。