高性能的模数转换器是当今集成电路设计模拟领域的研究热点之一。采用sigma-delta调制原理和过采样原理的模数转换器广泛使用在音频、数字网络、电子测量等系统中。此类模数转换器，为降低信号带内的量化噪声功率，而采用噪声整形技术，为提高模数转换器的信噪比，使用过采样技术。sigma-delta ADC由模拟调制器和数字抽取滤波器组成，模拟调制器的噪声整形性能决定了整个转换器系统的精度。首先对sigma-delta ADC系统的理论进行了深入的研究，而后采用MATLAB软件进行系统设计。根据信噪比等系统要求，设计调制器的阶数以及前馈因子、反馈因子和积分器增益因子等参数，然后再通过MATLAB对系统仿真。并且对各种非理想因素，如运放有限直流增益、有限带宽和摆率、输出摆幅限制、开关非线性，时钟抖动、采样电容kT/C噪声等都进行了量化分析，对非理想情况下调制器进行了建模与仿真，从而为整个的电路设计提供了依据。在对所选用BCD工艺进行了分析的基础上，设计了一款2阶单环一位的调制器以及降采样数字抽取滤波器，调制器采用2.7V全差分电路结构，数字滤波器采用3级CIC滤波器。根据Foundry工艺模型参数，使用Spectre对ADC的各模块电路及系统进行设计和仿真，采用HHNEC0.18μm BCD工艺流片，芯片面积为800um×950um。在过采样率128，时钟频率1MHz，带宽4kHz下，实测精度达到了12.21位，动态范围75.3dB。满足设计要求。从而证明了理论分析的正确性和设计方案的可行性。