在当今的DSP系统中,作为联系模拟世界与强大的数字领域的桥梁,ADC扮演了重要的角色。飞速发展的有线和无线通信系统促进了数据转换器的发展,这些转换器采用标准CMOS工艺实现,不仅Nyquist频率不断增加,而且系统对精度和线性度的要求也越来越高。在众多不同结构的ADC中,由于Sigma-Delta ADC很好地折衷了转换器的速度和精度,因此成为了用于通信系统中ADC的极佳选择。文章首先介绍了Sigma-Delta调制器的基本原理,重点分析了调制器对量化噪声的整形作用,得出利用高阶噪声整形技术,可以将调制器用于宽带宽、高精度的应用场合。然后讨论了级联Sigma-Delta调制器的系统设计,通过比较几种不同结构的调制器性能后,采用了2-1-1结构实现4阶调制器,接下来对调制器的非理想因素进行了分析和行为模拟,确定了主要电路模块的设计指标。在实现调制器电路时,设计了一个全差分增益提高Telescopic运算放大器,用于第一级积分器,并仔细设计了其它的电路单元。整个调制器电路为全差分开关电容电路结构,采用0.35μm N-Well CMOS工艺加以模拟,电源电压为3V,模拟结果表明当信号带宽为1MHz时,调制器的动态范围为89dB,峰值信噪比为87.3dB,功耗约为41mW。设计的调制器可以适于对ADC的速度和精度要求较高的通信领域。