模数转换器广泛应用于各种信号处理技术中。传统的奈奎斯特转换器由于对电路元件的匹配要求较高，很难做到高精度，同时集成度也较差。基于过采样噪声整形技术的Sigma-Delta转换器克服了上述缺点，容易实现高精度、高集成度。　　本文首先介绍了Sigma-Delta调制器的基本原理，重点分析了调制器对量化噪声的整形作用，得出利用高阶噪声整形技术可以使调制器用于宽带宽、高精度的应用场合。讨论了高阶Sigma-Delta调制器的结构及优缺点。通过计算和比较几种不同结构的调制器后，为了在低过采样率下实现宽带宽、高精度的Sigma-Delta调制器，文中采用了级联2-1-1结构，前两级用一位量化器，在最后一级采用4位量化器。讨论了调制器中时钟抖动、热噪声、运放有限直流增益等非理想因素对调制器性能的影响。考虑了最后一级反馈回路中多位DAC失配引起的非线性，并采用DWA算法对其进行线性化。用Matlab/Simulink工具从系统级对调制器进行建模、仿真，得到符合设计要求的调制器参数。设计了调制器具体的系统电路和模块电路，模块电路包括开关电容积分器、运算放大器、比较器、多位量化器和非交叠时钟产生电路等。使用Cadence工具对调制器各模块及整个系统电路进行设计、仿真。设计采用chartered0.35um工艺，采用全差分开关电容电路，采样时钟为35.2MHz，过采样率为16，电源电压为3.3V，仿真结果显示，调制器的SNR达到80.7dB，有效位数为13.13bit。