Sigma-delta模数转化器(ADC)采用过采样技术、噪声整形技术和数字滤波技术,完成对模拟信号的高精度转换。本文针对AUDIO CODEC IP核项目的实际需求,设计了一款应用于音频设备的14bitSigma-delta ADC,包括sigma-delta模拟调制器部分和数字滤波器部分。Sigma-delta ADC的调制器部分,采用过采样率(OSR)为256倍的2阶1bit CIFB结构。首先通过行为级综合得到Sigma-delta调制器的噪声传输函数,然后运用包含了电路级噪声和非理想因素影响的simulink模型进行行为级仿真,最终电路实现。Sigma-delta ADC的数字滤波器部分,采用三级有限脉冲响应(FIR)抽取滤波器级联结构,顺次为梳状滤波器(CIC)/半袋滤波器(HBF1)/半带滤波器(HBF2)。通过行为级simulink建模仿真并最终交付数字前端完成Verilog HDL编写。在华力55nm CMOS工艺下,Sigma-delta调制器部分采用的是开关电容积分电路来实现的。在调制器电路设计上,各级积分器采用特殊的开关控制以减小电容面积;设计了两级运算放大器、两相不交叠时钟、动态锁存比较器;带隙基准源电路为带高阶补偿的拓扑结构,温度系数(TC)可达到4.87ppm/℃。对整个调制器部分完成了测试,其结果可以达到SNDR=84.1dB(13.67 bits),满足设计需求。