Sigma-Delta ADC采用过采样和噪声整形技术实现高精度模数转换,和传统的Nyquist率模数转换器相比,避免了对模拟电路性能指标和元器件匹配精度的较高要求,并可充分利用现代VLSI的高速、高集成度、低成本的优点,它已成为音频模数转换的主要技术。本文设计了一个适合于音频处理芯片的Sigma-Delta调制器,采用过采样的概念并结合噪声整形技术来实现Sigma-Delta调制器的结构。为了提高模数转换器的解析度,可以从两方面着手,一、提高过采样率;二、增加Sigma-Delta调制器的阶数。但是,采用过高的过采样率会带来设计上的困难。因而,恰当的方式是折中设计过采样率和调制器的阶数。本文使用两阶结构和256的过采样率(OSR),实现一个解析度为14位的二阶Sigma-Delta调制器。本文在分析调制器工作理论的基础上,使用MATLAB SIMULINK对调制器进行了行为级的分析设计。调制器采用全差分开关电容电路实现,并根据系统结构特点就如何优化电路结构、克服电路中存在的非理想特性、提高电路性能作了具体分析,在此基础上完成了开关电容积分器、全差分折叠共源共栅运算放大器、参考电压源、比较器、两相非交叠时钟等模块的电路结构和参数设计。本文采用HJTC 0.35μm CMOS工艺,使用Cadence Spectre和Hspice工具对电路进行了仿真分析,最后给出了Sigma-Delta调制器电路实现,仿真结果表明可以达到86.5 dB的信噪比。