基于Σ?调制技术的过采样Σ?ADC非常适合用来实现数字通信系统和信号处理系统中的模拟接口部件。这类模/数转换器可充分利用现代VLSI的高速、高集成度的优点,已成为实现高精度模/数转换的主要技术。Σ?调制器与过采样相结合,对量化误差噪声进行整形,有效衰减输出信号的带内量化噪声,提高了输出带内信噪比(SNR)。Σ?调制器结构是迄今为止在VLSI技术中执行高精度A/D变换最吸引人的方法。而国内的设计水平和国际上有很大的差距,至今很少有高于16位精度转换器量产。所以,对高精度Σ?调制器的研究具有重要的意义。本文对一种适用于音频信号范围的高精度模/数转换器的调制器部分进行了结构和电路研究,基带频率20KHz,精度16位。论文首先对Σ?调制器的原理进行了介绍,分析了各种结构及参数对调制器精度的影响;其次,在理论指导的基础上,利用Matlab的Simulink工具包对调制器两种主要级联结构:2-1-1和2-2结构进行了行为级仿真和FFT分析,得出了在不同过采样率条件下,两种结构调制器的功率谱密度、信噪失真比以及有效位数,通过比较确定了调制器的拓扑结构。为了对Σ?调制器进行完整的行为级仿真,构造了在Simulink环境下Σ?调制器的噪声模型,考虑了影响调制器性能的一些主要非理想因素,通过仿真验证了噪声模型的正确性;最后,设计实现了结构中的主要电路,如运放、比较器、时钟产生电路,阐述了噪声抵消逻辑电路的工作原理,利用Hspice和Cadence Spectre对各电路进行了仿真,验证其功能。最终结果表明:设计的三级四阶2-1-1级联结构Σ?调制器在采样时钟为2.56MHz,过采样率为64,各级均采用单位量化,考虑非理想因素影响时,信噪失真比为103.9dB,精度为16.97bits,能满足精度16位要求。实际的Σ?调制器电路由全差分开关电容电路实现,文中设计的主要电路均达到了设计要求。