模数转换器是连接模拟信号和数字信号处理的桥梁。传统模数转换器结构为了迎合不同的需求，都做了性能的折中。然而，随着集成电路工艺的发展，各类电子产品对模数转换器的性能要求越来越高。在单一传统结构的优化进入瓶颈的情况下，人们开始在结构上寻求创新。近年来，混合结构的模数转换器成了热门的研究话题。不同种类的结构互相取长补短，得到了性能上显著的提升。本设计尝试将Sigma-Delta模数转换器中的噪声整形技术应用在逐次逼近型模数转换器上。逐次逼近型模数转换器的特点是结构简单、低功耗，但受限其内部数模转换器精度瓶颈，在无外部校准电路下难以实现高精度。Sigma-Delta模数转换器的特点是利用过采样率和噪声整形技术实现高精度，但过采样功耗大、速度低。本设计将两者巧妙结合，利用低过采样率和Sigma-Delta环路滤波器，在略微损失带宽的情况下提高精度，同时保持逐次逼近模数转换器的低功耗特性。此外，过采样和噪声整形对精度的提升使得SAR中可使用低精度、低功耗的电路模块。本文在分析了模数转换器发展现状及各结构优劣势的基础上，首先合理地提出了设计指标及对应的系统架构，其次，对10比特160M采样率的逐次逼近型模数转换器进行了行为级建模及电路实现，并考虑了各非理想因素对线性度的影响。最后，对量化余数分别进行了一阶和二阶的噪声整形，并比较仿真效果。本设计的创新性尝试，对中低带宽、中高精度的低功耗模数转换器设计有着重要意义。