现实世界中很多物理量是模拟的,要想使用数字信号处理技术对它们进行处理,需要先用模数转换器(A/D转换器)将模拟信号转换为数字信号。随着电子技术的发展,模数转换器也在朝着高速、高精度的方向快速发展。模数转换有多种方式,在实际应用中要根据不同的应用场合选择合适的转换方式,以达到高效、低成本的目的。在众多的模数转换器中,积分型模数转换器具有抗干扰能力强、分辨精度高、成本低等优点,被广泛地应用于制造低速、高分辨率的测量仪表。本文首先分析比较了几种主流的A/D转换技术,然后着重讲述了双积分A/D转换器的原理,最后通过各个模块的优化设计,得到了一个在9V单电源下工作的高性能积分型A/D转换器。最大显示值为±19999,精确度为0.005%。电路结构包括模拟和数字两大部分,模拟部分包括放大器、比较器、积分器,带隙基准源等主要模块,数字部分包括控制逻辑、计数器和显示驱动等主要模块。在设计中,采用了逐次积分技术对过冲电压做了进一步处理,提高了转换器的分辨率,同时采用数字自动归零技术消除失调电压,既省去了外围元件,又改善了转换器的噪声,当量程为200mV时,转换器的分辨率可以达到10μV。转换器同时集成了LCD驱动电路和基准电压源,只需外接几只阻容元件就可以工作。整个的电路设计是基于标准3μm的Al栅CMOS工艺,利用Cadence环境下Hspice仿真器对电路进行模拟仿真。通过对系统进行的整体仿真,结果表明,所设计电路性能基本上可以达到应用要求。