鎖相環(huán)通常由鑒相器（PD,Phase Detector）、環(huán)路濾波器（LF,Loop Filter）和壓控振蕩器（VCO,Voltage Controlled Oscillator）三部分組成。目前常用鎖相環(huán)有整數(shù)分頻和小數(shù)分頻兩種。衡量鎖相環(huán)性能的主要指標(biāo)包括輸出頻率、跳頻范圍、跳頻步進(jìn)、鎖定時(shí)間、相位噪聲、雜散、頻率穩(wěn)定度和頻率準(zhǔn)確度等。

在設(shè)計(jì)PLL時(shí)，需要考慮方面很多，下面總結(jié)一些PLL設(shè)計(jì)的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，方便PLL設(shè)計(jì)者參考。（1）輸出頻率和跳頻范圍主要決定于VCO和鑒相器。（2）環(huán)路外相位噪聲主要決定于VCO。（3）PLL的環(huán)路內(nèi)相噪聲可以根據(jù)以下公式估算：參考相噪+20lgN（N為倍頻次數(shù)）。（4）PLL的鑒相泄露雜散主要靠環(huán)路濾波器來(lái)抑制（5）PLL的電源要處理的很趕緊，否則會(huì)引起電源調(diào)制雜散，而落在環(huán)路內(nèi)的電源調(diào)六、制雜散很難濾除（6）PLL的參考、鑒相、環(huán)路、VCO各模塊之間要有良好的屏蔽和隔離，以防止電磁串?dāng)_和輻射產(chǎn)生的雜散（7）PLL環(huán)路在振動(dòng)和高低溫下容易產(chǎn)生雜散，這主要是由于參考晶體振蕩下產(chǎn)生的相位抖動(dòng)產(chǎn)生的雜散和溫度變化導(dǎo)致的參考晶體以及環(huán)路帶寬等的變化。對(duì)于振蕩雜散和高低溫雜散我們要對(duì)參考晶體做減振處理以及PLL環(huán)路中選擇溫度特性高的元件。（8）PLL的輸出頻率穩(wěn)定度等于參考的頻率穩(wěn)定度（9）PLL的輸出頻率準(zhǔn)確度等于N*參考頻率準(zhǔn)確度（N為倍頻次數(shù)）（10）對(duì)于整數(shù)分頻：跳頻步進(jìn)=鑒相頻率=1/20到1/10的環(huán)路帶寬，而環(huán)路帶寬大則鎖定時(shí)間小，環(huán)路帶寬小則鎖定時(shí)間大。（11）對(duì)于小數(shù)分頻：跳頻步進(jìn)≤鑒相頻率=1/20到1/10的環(huán)路帶寬，而環(huán)路帶寬大則鎖定時(shí)間小，環(huán)路帶寬小則鎖定時(shí)間大。（12）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)環(huán)路濾波器相位裕量在時(shí)，鎖定時(shí)間和過(guò)沖都可以設(shè)計(jì)的最小。小于的相裕會(huì)產(chǎn)生過(guò)度的過(guò)沖和振鈴，而大于則會(huì)導(dǎo)致一個(gè)過(guò)阻尼的環(huán)路，環(huán)路就會(huì)慢慢爬行到鎖定。（13）環(huán)路濾波器太窄就會(huì)造成相位延遲會(huì)大，最后變成正反饋，這時(shí)鎖相環(huán)就無(wú)法鎖定。（14）環(huán)路濾波器中的電阻會(huì)引進(jìn)熱噪聲，這會(huì)增加帶內(nèi)帶外的相位噪聲。當(dāng)電阻值超過(guò)約時(shí)，電阻引進(jìn)的相位噪聲就不容忽視了，為了減小熱噪聲，必須設(shè)計(jì)一個(gè)高電流電荷泵，來(lái)最小化環(huán)路濾波器電阻及其帶來(lái)的電阻熱噪聲。（15）環(huán)路帶寬= 1/10 鑒相頻率時(shí),對(duì)鑒相泄露的衰減為-30log(N) dB.N為分頻系數(shù),環(huán)路的帶寬每減小1/10,對(duì)雜散的衰減按-10dB增加,就是當(dāng)環(huán)路帶寬Wc=1/100鑒相頻率時(shí)，對(duì)鑒相泄露的衰減鑒相泄露為 -40log(N)
（16）鑒相器電流泵輸出電流一般為1uA到20uA。鑒相器電流泵輸出電流過(guò)小會(huì)惡化輸出相噪，過(guò)大會(huì)導(dǎo)致環(huán)路帶寬增大，惡化帶內(nèi)相噪，需要更大的鑒相頻率

VCO是頻率合成器中的重要器件，其輸出頻率受電壓控制，可以做成很寬的調(diào)諧范圍，制作出寬帶跳頻的頻率源。VCO主要考核指標(biāo)包括中心頻率、調(diào)諧范圍、壓控振蕩器的增益、調(diào)諧線(xiàn)性度、相位噪聲、輸出信號(hào)頻譜純度（雜散和諧波）、輸出電壓幅值等。 在設(shè)計(jì)VCO時(shí)，VCO振蕩回路中三極管/場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作特性非常重要，VCO的噪聲基本上都是牽制于三極管，而另一部分噪聲就受制于電源，但是這部分較三極管本身特性容易控制。其次就是變?nèi)莨艿碾妷嚎刂铺匦?，可以說(shuō)這個(gè)控制跟VCO最后的控制靈敏度是同一等級(jí)的。 對(duì)于VCO的設(shè)計(jì)，還需要注意很多方面，下面總結(jié)一些VCO設(shè)計(jì)時(shí)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，方便VCO設(shè)計(jì)者參考。（1）電源濾波在振蕩器中尤為重要，當(dāng)濾波效果不是很好時(shí)，打開(kāi)帶寬，會(huì)發(fā)現(xiàn)抖動(dòng)非常厲害，由于濾波不凈，對(duì)槽路諧振頻率進(jìn)行調(diào)制，對(duì)應(yīng)在頻譜儀上就出現(xiàn)了頻譜在幾百kHz帶寬內(nèi)進(jìn)行掃頻。（2）槽路中的電感不能太小，不然頻率很容易受到負(fù)載遷引。（3）供電Vcc和調(diào)諧電壓Vt返回端必需接到PCB接地板面。VCO接地面也必須接到PCB的接地面上，保證公地，等電位；因此VCO接地管腳必須全部焊接接地面上。（4）必須使用良好的，低噪聲電源。理想的用DC干電池做Vcc和調(diào)諧電壓Vt，這樣可以提供最佳的全局性能。（5）VCO輸出必須直接連接到具有良好負(fù)載阻抗的終端，在VCO和外部負(fù)載之間使用一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)或者放大器進(jìn)行隔離。（6）連到調(diào)諧端的連接線(xiàn)必須盡可能的短，盡量走高阻線(xiàn)，而且必須屏蔽，隔離，去耦，使VCO免于外部噪聲的調(diào)制。低噪聲的電源必須用來(lái)作為調(diào)諧電壓Vtune的供電。在PLL回路里面環(huán)路濾波 。器就起了這個(gè)作用，產(chǎn)生盡可能低的交流分量，保證直流通路。（7）VCO輸出20％的相對(duì)帶寬是容易達(dá)到的，最寬的可輸出超倍頻程帶寬。寬帶VCO帶來(lái)了輸出頻帶的好處，同時(shí)也使壓控靈敏度增大，導(dǎo)致輸出相位噪聲變差，頻帶每增加一倍，相位噪聲惡化20lg2，希望對(duì)做頻率源的通知有點(diǎn)用處