本发明公开了一种基于光电振荡器的宽带低相噪频率合成器及方法，参考电路输出的信号通过第一功分器分成两路，其中，第一路依次连接第一分频器、第一开关滤波组件、第一混频器及第一滤波器；第二路与第N分频器连接，第N分频器通过第N开关滤波组件与鉴相器的参考信号输入端连接；第一滤波器的输出端与鉴相器的射频信号输入端连接，鉴相器的电荷泵输出通过开关环路滤波器组件、压控振荡连接第二功分器并将信号分成两路，一路与第一混频器连接，另一路作为频率合成器的输出信号；在第一功分器与第N分频器间设有依次相连的N‑1个分频内插锁相单元；本发明可以极大的改善输出信号的相噪指标，甚至突破传统频率合成方式能达到的理论极限。