随着数字技术的不断进步,模数转换器被广泛的应用在电子技术的各个方面。现在非常流行一种叫做Sigma-Delta ADC的低速、高精度ADC,主要应用于音频信号的处理。Sigma-Delta ADC主要由调制器部分和低通抽取滤波器部分组成,使用了过采样技术、噪声整形技术和数字滤波技术。过采样和噪声整形技术可以将量化噪声大部分推向高频范围,然后再利用低通滤波器将高频噪声滤除,从而提高了信号带内的信噪比和精度。在研究了不同类型Sigma-Delta调制器的基本原理、结构以及实现后,提出总体设计方案。参数结构设定为2-1MASH结构的三阶调制器,1bit量化,过采样倍数128倍,实现16bits精度。输入信号为频率等于44KHz的正弦信号,采样频率为5.632MHz。在MATLAB下的SIMULINK中搭建系统整体架构,确定具体电路中系数因子,然后进行系统级仿真,仿真可以达到预定目标并有一定富余量。然后通过Sigma-Delta工具箱展开对电路非理想因素的分析建模,求出了可以获得较好调制效果的非理想因素的具体数值。调制器后继续研究数字抽滤波器,在分析了抽取的原理后,提出一种多级抽取的实现结构。之后重点研究了两种性能良好且应用广泛的特殊FIR滤波器:级联积分梳状滤波器以及半带滤波器。研究了原理、性质、实现结构以及优点等等。提出了一种多级结构实现128倍抽取的滤波器方案。输入信号频率为5.632MHz,经过抽取后的输出频率为44KHz,通带波纹小于0.01。首先对梳状滤波器和半带滤波器的具体结构参数、抽取倍数、阶数做出设定,并针对梳状滤波器的特性提出了一种补偿滤波器。之后通过在MATLAB中进行行为级的建模仿真,验证了这一结构的合理性。并生成Verilog代码,在ModelSim中进行抽取倍数的仿真。最后的仿真结果来看,所设计的ADC可以达到信噪比102dB,分辨率16bits的要求。数字抽取滤波器的输入频率5.632MHz,输出采样频率44KHz,通带频率20KHz,实现128倍抽取。