幾乎每個(gè)RF和微波系統(tǒng)都需要頻率合成器。頻率合成器產(chǎn)生本振信號(hào)以驅(qū)動(dòng)混頻器、調(diào)制器、解調(diào)器及其他許多RF和。頻率合成器常被視為系統(tǒng)的心跳，創(chuàng)建方法之一是使用鎖相環(huán)（PLL）頻率合成器。傳統(tǒng)上，一個(gè)簡(jiǎn)單的PLL將壓控振蕩器（VCO）輸出頻率分頻，將其與一個(gè)參考信號(hào)進(jìn)行比較，然后微調(diào)VCO控制電壓以微調(diào)其輸出頻率。很多年來(lái)，PLL和VCO是兩種單獨(dú)的芯片——這就是分立解決方案。VCO產(chǎn)生實(shí)際輸出信號(hào)；PLL監(jiān)控輸出信號(hào)并調(diào)諧VCO，以將其相對(duì)一個(gè)已知參考信號(hào)鎖定。

　　分立解決方案有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

　　· 可設(shè)計(jì)每個(gè)分立芯片以提供盡可能好的性能。

　　· PLL和VCO之間的物理距離降低了交叉耦合效應(yīng)，使輸出端的干擾雜散信號(hào)最小化。

　　· 如果環(huán)路中的一個(gè)芯片損壞，只需更換較少的元件。

　　分立解決方案在頻率合成器行業(yè)長(zhǎng)期處于優(yōu)勢(shì)地位，但它也有缺點(diǎn)。一個(gè)主要問題是：為了容納兩個(gè)芯片及其所有支持元件，分立解決方案需要大量板空間。這導(dǎo)致終端產(chǎn)品尺寸較大且成本較高。分立解決方案的另一個(gè)主要問題是傳統(tǒng)VCO的輸出頻率范圍較窄。典型VCO帶寬為50 MHz至500 MHz；雖然可以達(dá)到2 GHz 左右，但這需要基于運(yùn)算放大器的有源濾波器。對(duì)任何希望實(shí)現(xiàn)更寬頻率范圍的人來(lái)說，這都是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。為了創(chuàng)建頻率范圍更寬的合成器，需要多個(gè)PLL、VCO、支持元件、濾波、開關(guān)和電源！這會(huì)使設(shè)計(jì)的板空間和成本呈指數(shù)式增加。分立解決方案不僅會(huì)影響板設(shè)計(jì)，而且涉及大量額外工作，包括為每種器件進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定、開發(fā)軟件及庫(kù)存管理。大約10年前，基于PLL的頻率合成器行業(yè)有了一次突破。第一代集成式PLL和VCO（PLL/VCO）開始出現(xiàn)在市場(chǎng)上。這一重大發(fā)展意味著電路板可以更小，成本可以更低，額外工作可以大幅減少。集成解決方案還意味著VCO架構(gòu)可以改變，利用一個(gè)器件便能實(shí)現(xiàn)寬帶頻率合成器。我們將探討VCO架構(gòu)，以及向集成VCO的轉(zhuǎn)變?nèi)绾伍_啟高性能頻率合成器的大門。傳統(tǒng)VCO是很簡(jiǎn)單的器件——電壓施加于VCO的調(diào)諧引腳，隨即輸出某一頻率；電壓提高，輸出頻率也提高；電壓降低，輸出頻率也降低。圖1所示為GaAs MMIC VCO的調(diào)諧電壓與輸出頻率的關(guān)系示例——13 V調(diào)諧范圍需要有源濾波器或帶高壓電荷泵的PLL。