数字音视频技术在本世纪第一个十年中的蓬勃发展和广泛应用,推动了国内音频数模转换器的研究与开发。在低碳节能的大背景下,功耗问题在要求延长使用时间的便携式电子产品中显得尤为突出；同时,人耳对微弱的噪声十分敏感,为了获得更高的音质,16位到24位的高精度音频数模转换器被广泛使用。因此研发低功耗、高精度音频数模转换器对于满足数字音视频市场需求、提高我国集成电路产业的整体竞争力具有重要意义。在此背景下,本论文设计并实现了一个低功耗、高精度音频数模转换器,完成了从指标定义到流片测试的整套设计流程。本文的主要工作和创新点包括：1.归纳了数模转换器技术,对所采用的∑-△数模转换器进行了系统级分析,确定了整体结构,并深入探讨了模拟电路部分所有模块的工作原理和设计要点,总结了解读工艺和绘制版图的原则和经验,最终设计了一个低功耗、高精度音频数模转换器。其中穿插讨论了混合信号集成电路设计中的若干问题,包括数模电路之间的电平匹配、干扰抑制以及数模整体仿真与验证等。2.在中芯国际0.18μm Mixed-Signal 1P6M CMOS工艺上实现了上述设计,芯片核心面积为1.81 mm2。模拟电路部分的典型信噪失真比为89dB,功耗19.1 mW,其中不含缓冲器的功耗为9.1 mW; DAC整体电路的典型信噪失真比为84 dB,功耗20.3 mW,其中不含缓冲器的功耗为10.3 mW；样片良率为90%。测试结果达到了预期目标。3.对测试后的芯片实施了设计改进,提出了一系列可行方案并进行了仿真验证,这些方案包括高性能带隙基准源、片内参考电压产生和低阈值CMOS开关等。与改进前的仿真结果相比,模拟电路部分的功耗减小了58%,总谐波失真减小了4 dB,为今后的流片提供了有益参考。