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航天科技的快速发展对电子器件的可靠性提出了新的要求。空间辐射损伤是电子器件失效的主要因素之一。 本论文主要针对应用于空间的高性能Sigma-Delta模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）设计展开，并探讨了抗辐射加固等问题。主要分为以下3个部分: 1、16位抗辐射Sigma-Delta调制器。为得到更精确的模型，利用MATLAB对非理想系统进行建模分析。采用的单环前馈四阶结构的有效位数达到16.89位。采用了0.18μm绝缘体上硅（Silicon-On-Insulator，SOI）工艺实现了Sigma-Delta调制器电路与版图。核心模块包括:运算放大器、开关电容积分器、加法器、量化器、时钟生成电路与时钟驱动等。版图面积为550μm×845μm。电路经后仿真，在2kHz带宽处噪底为-116dB，ENOB达到16.31位，动态范围大于100dB，满足设计规范。 2、两种抗辐射带隙基准加固电路。第一种是通过三极管发射极电压与输出电压的比例运算来消除三极管基极泄漏电流导致的误差。第二种是利用NPN三极管电路吸收PNP三极管辐射后产生的基极泄漏电流，稳定带隙基准输出。以上两种加固方法均具有较好的抗辐射加固效果并通过仿真加以验证。 3、Sigma-Delta数字抽取滤波器。数字抽取滤波器采用4级结构，依次为:CIC滤波器、CIC补偿滤波器、第一级半带滤波器与第二级半带滤波器。并将FIR滤波器结构中的乘法器改进为布斯算法乘法器，能够减小对系统时钟的需求。并进行了仿真验证，可以实现较好的降采样与滤波效果。