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作为联系模拟世界和数字系统的桥梁,模数转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)扮演了重要的角色,模数转换器将模拟信号转换成数字信号,广泛应用于信息计算,处理,通讯和各种控制系统。众多ADC中,ΣΔADC(Sigma-Delta ADC)由于采用了过采样和噪声整形技术,能达到高精度。和其它的ADC相比,Σ△ADC降低了对模拟器件的匹配精度要求,充分利用了数字高集成度的优点,因此非常适合于低中频高精度领域。近年来数字通信和便携式产品的发展,对高速高精度低功耗ADC提出的要求与日俱增。针对ADSL-CO(asymmetrical digital subscriber line-central-office)线卡中的应用,本文设计了一种新的宽带低功耗低失真级联Σ△调制器,该结构取消了传统MASH结构中的数字抵消逻辑部分,不再存在数字部分和模拟部分的失配问题,使得积分器中可以采用低增益的运算放大器,而低失真结构减小了积分器的输出摆幅,抑制了积分器的非理想特性。使用前馈方式优化了噪声传输函数的零点位置,增加了调制器的动态范围和稳定性,信噪比和未进行零点优化相比,提高了近10dB。本文定量分析了运算放大器的有限增益,单位增益带宽,摆率,等各个非理想特性对积分器建立误差的影响,并通过建立数学模型在MATLAB/SIMULINK下进行了行为级仿真。根据建立误差的分析和行为级仿真确定了调制器中各个模块电路的参数,根据特定环境设计了一款低增益带AB类输出级的运算放大器。通过设计高速高精度低功耗的比较器实现了一个3位FLASH ADC,采用一个新的量化反馈方式取代了子DAC模块,不会出现"signal dependence"的谐波失真。数据权重平均技术(Data Weighted Averaging, DWA)电路抑制了DAC非线性对调制器性能的影响。一个高精度求和加法器完成了低失真结构中输入信号和积分器输出信号的离散相加。基于0.35um n-well工艺,使用Cadence Spectre工具设计了调制器电路并完成仿真验证,结果表明采用增益仅为45dB的运算放大器,在带宽为500KHz、过采样为16倍时,信噪比达到90.9dB,有效位数为14.8位,调制器部分功耗仅为4.86mW。