作为射频收发机中的关键模块，压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator，VCO)的设计研究包括宽范围调谐、低噪声、低功耗以及低电压设计技术等等。其中由于相位噪声性能决定了收发机的选择性和灵敏度，因此低相位噪声设计技术一直是VCO设计领域中的重要研究课题。而基于CMOS工艺的宽带VCO的低相位噪声设计更是VCO设计的一个难点。这是因为CMOS器件具有较高的闪烁(flicker)噪声，而宽带VCO由于变容管灵敏度和非线性增加，加剧了闪烁噪声上变频为相位噪声，因此限制了VCO的近边带相位噪声性能。 本文旨在解决宽带低噪声CMOS VCO设计的关键问题。首先简要概述了CMOS VCO的基本理论和设计方法，并回顾了主流的VCO低相位噪声设计技术。在此基础上本文基于AM-PM理论和Lesson模型，重点分析并归纳总结了VCO相位噪声随尾电流及振荡摆幅的变化规律；给出了利用数字可编程的自动幅度控制(Automatic Amplimde Control，AAC)环路动态调整VCO振荡摆幅及偏置电流的相位噪声优化技术。基于上述理论本文提出了一种新型的电荷泵式自动幅度控制(Charge Pump Automatic Amplitude Control，CP-AAc)技术。对比于传统的AAC技术，它同时具备了高速和低噪声的特点，非常适合于宽带低噪声VCO的幅度控制。本文基于S域小信号模型详细分析了CP-AAC的稳定性，给出了CP-AAC的系统级设计方法；同时，本文还给出了一种适用于宽带VCO的改进型幅度检测器，它可以和VCO直接耦合并且不受宽带VCO输出共模电平变化的影响，防止了电容耦合带来的外部偏置噪声对VCO相位噪声的恶化；另外针对宽带VCO的低相位噪声设计，本文采用了一种新型图形化的有源器件尺寸设计方法，它不仅可以直观高效的得到满足设计要求的交叉耦合管和尾电流管最优尺寸，而且可以清晰的指出由于约束条件过严导致无解的情况。 最后基于以上研究成果，本文设计实现了用于有线数字电视调谐器(DVB-C Tuner)的VCO及CP-AAC模块，测试结果表明在80～900MHz的调谐频率范围内，CP-AAC环路噪声对相位噪声的贡献小于0.5dB；而且通过CP-AAC相位噪声优化技术，使得全波段相位噪声均低于-83dBc/Hz@10kHz，完全可以满足64QAM的系统要求。带有该VCO的调谐器芯片已经成功完成了数字有线电视的接收。