由于SOC芯片方向最近几年的快速发展,高精度、低功耗的模数转换器芯片越来越受到重视。在此背景下,本论文是为了实现高精度、低功耗、宽输入摆幅的模数转换器。在当前大规模集成电路工艺条件下,Sigma-Delta调制器是一种可以实现高分辨率模数转换器的有效方式,由于结合过采样、噪声整形技术,使用Sigma-Delta调制器的模数转换器能够实现16位以上的分辨率。这种结构不容易受到模拟电路非理想因素的影响,在当前工艺条件下,可以相对容易实现低成本、高性能的模数转换器。但Sigma-Delta ADC难以转换高速信号,而且模拟电路难度的降低增加了抽取滤波器的设计难度。本论文Sigma-Delta调制器主要从高精度、低功耗以及宽输入摆幅这几个方向深入研究。高阶Sigma-Delta调制器需要考虑稳定性问题,为了保证系统的稳定性,本论文Sigma-Delta调制器采用2-2MASH结构。为了减小1/f噪声和失调噪声,调制器第一级的积分器采用了斩波稳定技术,通过MATLAB软件建模和系统仿真,得到了调制器所需的前馈因子、反馈因子和积分器增益因子,采用一组全新设计的系数,使得调制器的过载输入电平几乎达到了满摆幅。为了符合应用的易携带型,调制器芯片采用低功耗的设计思路,从而使整个系统有最低功耗。通过本次设计,形成了从系统建模、电路设计、版图设计到流片的电路设计流程。本论文调制器采用全差分开关电容结构,采用了MXIC的0.5μm L50w CMOS工艺实现Sigma-Delta调制器,电源电压为5V,仿真得到在信号带宽为7.8KHz,采样频率为1MHz条件下,调制器的输入摆幅为±4V,最高信噪比为111.3d B,有效位数约为18位,功耗约为6.6m W,该Sigma-Delta调制器适合对精度、功耗、输入摆幅要求较高的模数转换器。