随着近些年来人们对通信产品便携性和可靠性要求的不断提高，无线通信成为通信技术重要的发展方向。无线通信系统射频前端电路是信号传输的关键环节，而其中的本地振荡器（Local Oscillator，LO）又是射频前端电路中最重要的单元电路。本地振荡器大多是一个受调谐电压控制的压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator, VCO），调谐电压一般由锁相环提供，因而电压控制调谐振荡器是射频前端电路系统中的一个研究重点。本研究主要以工作于2.4GHz附近的VCO为主，因为此频段属于全球无须申请许可的ISM频段，并且其在医疗、消费类应用中非常广泛（例如WLAN、Zigbee等等）。另外，移动通信的便携性要求产品体积小、能耗低，因此电路的功耗成为重要的因素，是本研究中压控振荡器设计的首要考虑因素。 相位噪声对于VCO是最重要的指标之一，对整个前端电路系统性能都有重要影响。论文通过研究LC-VCO中相位噪声形成的原理及分析电路各部分噪声向其转化的过程，总结出详细的噪声优化的设计方法和要点。为降低相位噪声，提出一种新的优化方法并通过仿真和流片进行验证。 调谐范围是压控振荡器中另一项重要指标，覆盖多频段、多标准的VCO能够应用于更广泛的领域。论文中分析了拓展VCO调谐范围的原理和途径，得出了宽调谐范围VCO的设计和优化方法，并通过仿真验证了所得结论的有效性。 正交四相位输出压控振荡器（QVCO）是压控振荡器设计的一个分支，它常被用于具有镜像频率抑制功能的收发机中。文中通过研究正交输出的原理，将VCO设计中的经验和方法延伸到QVCO中来；总结出在QVCO关于相位噪声优化的设计方法，并通过仿真和流片进行了验证。