过采样ΣADC采用过采样和Σ调制技术来实现模数转换,在音频、数字电视和无线通信等方面有广泛的应用。这类模数转换器可充分利用现代VLSI技术的高速、高集成度的优点,同时避免了元器件失配对A/D转换器精度的限制,已成为当前实现高精度ADC的主流方向。　　本论文在对Σ?ADC原理进行深入理解的基础上,设计了一种应用于音频领域16位精度的Σ?ADC。模拟部分,讨论了Σ调制器的工作原理,研究了低通Σ?调制器的各种结构,分析了调制器具体电路实现时实际非理想因素对系统性能的影响,并基于Hspice完成了运放、开关、不重叠时钟、比较器等电路的设计与仿真。本论文设计的Σ?调制器采用的是一位量化器2-1级联结构,由全差分开关电容电路实现,采样时钟频率为6.4MHz,过采样率为128,电源电压为3.3V,量化器输出范围为2V。仿真结果显示,在时钟频率为6.4MHz,输入信号频率为10kHz,幅度为-6dB条件下,Σ?调制器转换精度大于16位,满足设计要求。Σ?模数转换器的转换精度和转换速度由调制器部分决定,而它的面积和功耗则主要由抽样低通滤波器部分决定。数字部分,对抽样滤波器的原理和设计方法进行了研究,确定并设计了本论文中抽样滤波器的三级结构,包括级联积分疏状滤波器(CIC)、补偿滤波器和半带滤波器,并在考虑滤波器的有效字长效应后对滤波器的系数进行CSD量化编码。本论文基于Matlab设计了一个用于带宽20kHz、精度16位的Σ?ADC中的抽样低通滤波器。抽样滤波器输入信号的采样频率为6.4MHz,输出信号的采样频率为50kHz,通带截止频率为20kHz,阻带截止频率为30kHz,最大通带波纹系数为0.0000722dB左右。