本文对具有16比特的精度处理音频信号(24KHz)的∑-△模数转换器进行了研究。现有的∑-△开关电容调制器模型中,并没有考虑积分器的有限直流增益( DCG)非线性因素。本文通过对非线性DCG分析、估算,给出它的分析、估算与模型。并且给出一套精确的开关电容∑-△调制器的行为级模型。该模型考虑了噪声(开关与运放的热噪声)、时钟抖动,以及非理想情况下,积分器与运放的有限直流增益与单位增益带宽等因素。通过对二阶调制器行为级模型的仿真,验证了非线性有限直流增益(DCG)会使调制器的输出谐波失真、背景噪声(the?noise?floor)急剧增加,加剧了调制器在行为级上的不可预测性,对后续设计有很大影响。本文给出的模型更为精确,运用这种结构可以构造任意结构的∑-△调制器,实用性很强。而在模拟调制器和数字滤波器设计中分别使用了新的优化结构:模拟调制器中运放采用Cascode共源共栅电压放大、与通常使用的OTA运放结构相比,这种结构的高速运放,具有静态工作电流小的优点,同时调制器还采用不消耗直流功耗的动态比较器,通过完备的分析和系统级仿真,得到预期的结果。选用了最精简的数字滤波器结构和最优化的系数量化位长,给出滤波器的设计方法与思路。