现代电子技术的发展对电子设备关键器件—频率合成器提出了越来越高的要求,对频率合成器的频谱纯度、相位噪声和跳频速度等指标的要求在不断提高。依据应用系统的不同,对各项指标要求的侧重点也有所不同。本文介绍了直接数字频率合成器的基本结构、工作原理、杂散来源和输出频谱特性;讨论了锁相环(PLL)的基本结构、相位模型、频率响应、噪声及杂散性能;利用DDS分辨率高和频率转换时间短,以及PLL对杂散的抑制能力较强的特点,将DDS与PLL进行组合,实现了该两种技术的优势互补。采用DDS+PLL+倍频的技术将DDS的超高频率分辨率、极高的频率准确度和容易实现程控等优点与锁相环良好的窄带跟踪滤波特性相结合,研制了频谱纯净的X波段频率合成器。该频率合成器采用单片机(MCU)控制DDS和PLL,通过DDS激励PLL实现C波段的频率输出,经过二倍频得到X波段的输出频率。本文阐述了X波段频率合成器的具体方案、各个模块的功能和实际设计中应该注意的问题,重点讨论了单片机与AD9850的硬件接口电路、串行工作流程、PLL的设计以及C波段和X波段滤波器的设计。根据系统要求,选择了合适的器件来搭建电路,进行了合理的电路布局和电磁兼容设计。通过实测,获得了系统的相噪和杂散频谱测试结果。测试结果表明系统在8.86~9.22GHz范围内基本实现了相位噪声-80dBc/Hz@10kHz,杂散抑制-50dBc,验证了该方案的可行性。最后对结果进行了讨论,分析了存在的问题,并提出了解决的办法。