惯性传感器受到人们越来越多的关注，宇航、医疗等诸多领域都需要有高精度的惯性器件，而从物理模拟信号到数字信号的转换就成为了提高传感器精度的关键环节，Sigma-Delta转换器由于具有很高的分辨率而被广泛应用于惯性器件中。本文首先介绍了Sigma-Delta调制器的调制原理，并着重分析了MASH结构Sigma-Delta调制原理，基于该原理分别设计了反馈2-1-1和和前馈2-1-1MashSigma-Delta调制器，分析其噪声传递函数，分析并计算了调制器中的反馈和前馈系数，并在Matlab软件Simulink下进行系统及仿真，经过不断仿真和优化最终确定了两种结构的耦合系数和反馈系数，对比了反馈式2-1-1级联结构和前馈式2-1-1级联结构，从性能和电路复杂程度等方面考虑，最终选用反馈式结构，该结构在1kHz的信号带宽、128的过采样率的条件下具有22.7bits的有效位数。之后进行电路级设计，设计了包括积分器、比较器、开关电容、多相时序、噪声抵消逻辑等模块，其中运算放大器选用弥勒补偿的二级运放，比较器选用有预防大功能的锁存比较器，多相时序中包含分频电路和组合逻辑电路，噪声抵消逻辑完全由数字电路组成，由verilog语言综合实现。整体电路在Candence下进行数模混合仿真，用Matlab对仿真结果进行频谱分析，得到最后整个调制器的信噪比为125.4dB，有效位数达到21.1位，满足传感器的技术要求。