本文的工作主要分为聚合物碳黑气体微传感器阵列研究和模数调制器的系统级设计两个部分。 　　首先本文研究了一种新型的、基于聚合物—碳黑敏感膜的微传感器阵列。根据微传感器的面积和噪声特性，设计了一种包含8对子电极，梳状的微电极结构。每对子电极长600微米，宽和间距均是20微米。这种设计减小了传感器电阻值，减少了传感器噪声的影响，提高了传感器的信噪比，同时也得到较好的响应时间。使用这种微电极结构，在其上面喷涂了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚环氧乙烷、聚已内酯和聚-4-乙烯基苯酚四种聚合物—碳黑敏感膜，分别对气体体积分数5×10-4的甲苯、丙酮、甲醇和乙醇四种有机类气体进行了测试。测试结果表明：传感器对气体的响应曲线呈指数变化，发生了吸附和解析附的现象；四种不同有机气体的响应也各不相同，从1.9％到0.01％；两个主成分之和就可以代表93.86％的信息，微传感器阵列能够完全区分这四种气体。 　　为实现微传感器阵列和信号采集、处理电路的集成化，本文第二部分的工作开展了Delta-Sigma模数转换器的算法设计。首先，本文讨论了用于微传感器信号采集及处理系统的功能及能耗要求，得出了适合于低速、中等精度模数转换器的性能指标。接着研究了Delta-Sigma这种模数转换器的工作原理和调制方式，并且比较了四种调制器的拓扑结构。结合MEMS气体微传感器的要求，选择了单环高阶调制器的拓扑结构。研究并得出了单环高阶调制器的系统设计方法。优化了单环三阶、48倍过采样率NTF噪声传递函数，并且保证了环路稳定。对三阶单环高阶调制器进行了Matlab的系统建模和仿真，得到了理想调制器的系统参数和性能。最后，讨论了实际电路中的非理想因素对调制器的影响。