随着集成电路产业在中国快速地发展,以及国家对集成电路产业的愈加重视,越来越多的资源以及人力投入到了这个产业中。集成电路与医疗的结合成为近期热门的研究课题,心电信号监护系统作为热门的研究方向之一受到了重视。目前国内大部分研究都停留在开发板级或者采用国外进口的芯片进行设计,尚未研发出专用芯片。本课题结合心电信号监护系统的特殊应用,设计出了一款应用于心电信号采集前端的高精度∑-A调制器。∑-△调制器将采集到的心电信号转换为数字信号,经转换之后的数字信号被送入DSP进行后续数据处理。本文首先介绍了心电信号监护系统。根据应用背景对模数转换器性能提出的要求,确定了模数转换器的基本性能指标。对比不同结构的模数转换器以及每种模数转换器的特点,确定了能够实现高精度的∑-△调制器为本次设计的最佳选择。然后介绍了 ∑-△调制器的几种结构,综合比较各种结构之后最终确定本课题选用CIFB结构∑-△调制器进行设计。其次是对∑-△调制器进行系统级建模。根据心电信号采集系统对采集精度的要求,确定CIFB的级数、各级系数以及其他系统参数。在此基础上利用Matlab仿真软件和根轨迹方法准确地得到使系统稳定的参数范围,继而进一步调整系数以满足系统要求。其次考虑系统在实际电路实现过程中可能产生的非理想因素,通过手动计算和分析不同类型的非理想因素,简化∑-△调制器的非理想因素模型。在建立非理想∑-△调制器模型之后进行系统整体仿真,系统级仿真结果显示∑-△调制器的信噪比103.7dB,有效位数为16.94位。然后是电路设计。利用系统建模得到的∑-△调制器系统参数来指导电路设计。在电路设计过程中,采用GMID电路设计方法,能有效地优化电路设计流程,减小迭代次数。并且在电路中采用了斩波结构,用于消除低频噪声以及运放失调电压,提升∑-△调制器性能。本课题采用SMIC 0.18um工艺和1.8V电源电压进行电路设计,前仿真结果显示∑-△调制器的信噪比为103.3dB,有效位数为16.87位,功耗为3.68mW。最后是版图设计和测试方案。设计各模块电路的版图并且对其进行DRC、LVS验证以及后仿真,其次对整体版图做DRC、LVS验证以及后仿真。之后给出了适合本设计的芯片测试方案。后仿真结果显示,∑-△调制器的信噪比为99.6dB,有效位数为16.26位。