对于Sigma-Delta ADC而言,不仅采用了过采样技术,而且采用了噪声调制技术,将基带中的量化噪声调制到了高频区域,这样就增加了基带中的信噪比,也就是增加了转换器的有效量化位数。这种调制技术使得在Sigma-Delta ADC中允许使用一位比较器,这样大大简化了模拟部分电路。由于采用较高的过采样率,Sigma-Delta ADC的转换速率相对较低。高精度和较低转换速率的特点,使得Sigma-Delta ADC特别适用于测量。 本论文在分析了Sigma-Delta ADC技术的发展现状与趋势的基础上,结合实际情况,提出了适合于测量用的Sigma-Delta ADC的功能及性能要求。然后根据此设计要求,本文详细论述了从系统到电路的设计过程。在系统设计过程中,重点考虑了各种非理想因素的影响,以及系统的功耗,提出了如何在非理想因素的影响下,使设计满足性能要求,以及如何减小功耗。另外,结合测量用ADC的特点,还考虑了可编程增益的实现。最后结合本设计的特点,通过仿真提出本设计中各个模块电路所要满足的性能要求。在电路设计中,重点分析和比较了用于实现积分器的各类运算放大器,并使用斩波稳态技术来消除运放中的低频噪声,最后给出了一个满足设计要求的运算放大器。 通过电路级的系统仿真,证明本论文设计的Sigma-Delta ADC在增益为1时具有16位的精度,并且具有可编程增益功能。