本文从系统建模着手,完成了一个可集成于片上系统的14位和差调变模数转换器的设计,其信号带宽为3.9KHz,采样时钟为2MHz。基于低成本实现的考虑,本文在模拟域采用二阶调制器结构。首先分析了几种典型的二阶系统结构,选择了一种在低电源电压下可靠工作的前馈结构作为调制器的系统结构。本文还分析了影响调制器性能的各种非理想电路因素,通过MATLAB系统建模和仿真评估了这些因素对转换器信噪比的影响,并制定了调制器的电路指标。随后,本文从性能和硬件成本方面分析了基于CIC结构和Rotated Sinc结构的数字抽取滤波器。从性能上看,Rotated Sinc结构可以更好地抑制混叠;从成本上看,CIC结构的硬件面积更小。在折衷考虑后,本文选择两级CIC结构来完成整个模数转换器的抽取滤波。最后,本文讨论了调制器的电路实现。在运放的实现上,本文采用两级运放,第一级为折叠共源共栅结构,第二级为共源级结构。在开关的实现上,考虑到该转换器的应用场合和硬件成本,本文选择了一种简化的自举开关作为采样开关。另外,本文还讨论了比较器,时钟产生电路,电流源,偏置电路以及直流基准产生电路的实现。该转换器应用TSMC 0.18um单层多晶,六层金属工艺实现。其版图面积仅为0.3mm*0.4mm(其中模拟域调制器为0.3mm*0.2mm),仿真得出的整体功耗为2.1mW。在2MHz采样频率下,对于1.2KHz的输入信号,可以达到83.9dB的信噪比和91dB的无杂散动态范围。