近些年来,以CMOS工艺为基础的环形压控振荡器已成为研究的热点,且高性能环形压控振荡器已被广泛地应用于生活的各个方面,有逐渐取代电感电容形式的压控振荡器的趋势。然而,CMOS环形压控振荡器在相位噪声、频率调节范围等性能上仍然有诸多的限制,需要更加深入的研究。因此,本文以相位噪声特性为核心,对环形压控振荡器进行了详细的分析与研究,主要思路如下：本文通过级联四级具有线性特性阻抗且负载结构对称的差分延迟单元电路,从而构成环形压控振荡器,提高了噪声的抑制能力和调节线性度,避免了频率的突变现象,同时降低了共模干扰。接着利用直流负反馈的思想设计复制偏置电路,实现了差分延迟单元电路中负载阻抗与漏电流的同时调节,从而保证了环形压控振荡器的输出波形具有较高的频谱纯度和相对恒定的振荡幅度,降低了由振荡幅度波动引起的相位噪声,还能减弱由温度、湿度、工艺变化等因素引入的偏差。然后提出了采用内部带有正反馈功能的迟滞比较器作为环形压控振荡器的输出级,该措施能降低因噪声干扰引起的比较器的误判决,保证输出波形拥有对称的上升沿与下降沿,而且提高了相位噪声的抑制能力,增大了环形压控振荡器的带负载能力。在设计中,环形压控振荡器的频率调节采用双路控制,即通过两路输入电流控制延迟单元电路的漏电流,从而实现了环形压控振荡器频率的调节。基于以上思路设计并完成了环形压控振荡器的电路设计、前仿真验证,以及部分电路的版图设计和后仿真验证,降低了压控振荡器的相位噪声,增大了频率调节范围,提高了频率的稳定度,同时缩减了芯片面积。仿真结果表明,系统在100kHz时的相位噪声大约为-95dBc/Hz,频率调节范围大约为27MHz,输出波形占空比大约为52.8%,达到了预期的设计要求。在此基础上需要完成其他模块的电路版图设计,并做进一步的改进和优化,预期该电路可以应用于时钟产生电路中