随着信息技术的发展,工作在空间辐射环境下的设备成为研究的热点。而作为空间无线通信系统中的关键器件,抗辐照频率综合器的研究具有重要意义。本文主要对小数频率综合器中的小数分频器及相关数字电路开展研究与设计,包括∑-A调制器、可编程多模分频器、上电复位电路和SPI。为提高辐射耐受性,结合双边复位、位线分离、三模冗余技术,提出了双边复位上电电路和抗辐照加固双互锁存储单元(DICE)触发器。本文采用∑-△调制器,并增加Dither和Notch模块以减小杂散,并利用Matlab-Simulink进行行为级建模并仿真。可编程多模分频器采用SCL结构2/3预分频器、可编程计数器和吞咽计数器。为进-步增强抗辐照性能,∑-△调制器、可编程计数器和脉冲计数器、SPI均采用本文设计的抗辐照加固DICE结构触发器。本文采用TSMC 0.18μm工艺进行原理图及版图的实现及仿真,上电复位电路、DICE结构触发器、可编程多模分频器利用Cadence Virtuoso平台实现,∑-△调制器和SPI采用综合自动布局布线流程实现。对芯片进行基本电性能测试,结果表明本文设计的基于∑-△调制器的小数分频器在参考频率为40MHz时,1.2GHz-2.4GHz范围内能实现30～60分频,并且有效抑制杂散,POR和SPI工作正常；对芯片进行单粒子试验,结果表明LET为37.2MeV·cm2·mg-1时电路正常工作,抗辐照性能良好,满足系统指标要求。因此本文设计的芯片可用于航空航天领域。