频率合成器在电子系统中扮演的角色举足轻重，其在电子系统中的地位堪比“心脏”。由于技术和工艺上的局限性，高性能高频率的晶体振荡器往往很难直接生产制造，频率合成器凭借能够产生高频信号又能维持晶振的高性能，在现代电子系统中逐渐占据了一席之地。现代战争对电子系统的依赖性与日俱增，各个国家对电子系统的发展的倚重，给频率合成器的发展提供了一个非常良好的契机，频率合成器朝着高速、高集成度、低相噪的方向越走越远。本文中的频率合成器设计采用的是锁相环频率合成技术，根据指标要求设计一款低相噪的频率合成器。文章以锁相环技术的发展为切入点，引入关于锁相环频率合成器的基本理论，包括锁相环频率合成器的基本组成结构，并详细分析了各个环节的工作原理、信号传递方式及其对锁相环路整体性能的影响，从整体和部分上完成对锁相环频率合成器结构的认识。在此基础上，继续介绍了锁相环内部各环节数学模型的建立方法，结合自动控制理论，从数学的角度分析了各个环节的相位和噪声性能，并按照锁相环频率合成器的结构整合各个部件，建立环路的整体数学模型，以此为基础系统的分析了锁相环的相位噪声组成结构和减小方法，为后续的设计打下理论基础。本文在ADF4360-8频率合成芯片的基础上进行设计，文中介绍了芯片的功能和参数，并以此为依据设计了频率合成器的硬件电路，主要包括环路滤波器的MATLAB仿真设计和VCO外围电路的设计等，通过ADIsimPLL软件的仿真验证，最后得到频率合成器的PCB电路板。本设计使用STC12LE4052AD单片机对芯片的控制字进行设置。在完成了硬件电路的设计和控制字设计之后，用频谱仪对电路的输出进行检测和验证。本设计要求频率合成器的输出频率可以在280MHz到340MHz之间以200KHz的步进任意调整，输出功率不小于-7dBm，杂散抑制不小于50dBc。通过实验验证，设计达到指标要求。