论文设计了一种应用于传感器接口电路的低电压、低功耗、高精度的Sigma-Delta模数转换器。综合比较了几种Sigma-Delta ADC结构的优缺点,最后采用了一种两步增量式前馈结构来设计Sigma-Delta调制器。两步式操作可以和硬件复用相结合最大程度上减小模拟电路的设计规模,降低功耗。增量式结构使得ADC在每次进行数据转换之前将ADC各部分的存储器复位,可以改善积分器溢出现象。并且可以根据过采样率将数字滤波器部分的寄存器设计为不等字长,以此来减少寄存器的使用,这样可以改善数字电路综合布线的面积。滤波器采用三阶CIC滤波器,并设计了校准算法以改善失调与增益误差,并且对数字部分的设计算法进行优化,采用多周期复用运算单元的方法减少运算单元的数量从而减小数字部分版图的面积。基于CSMC 0.18μm CMOS工艺完成各个模块单元电路的设计,对模拟部分电路和数字部分电路分别使用Hspice软件和Modelsim软件进行仿真验证,并通过ADMS平台进行模数混合信号的仿真验证,最终结果表明各部分的电路性能均达到了设计要求。调制器的无噪声分辨率为17.3位,ADC的过采样率可调,根据具体应用环境,数据更新速率范围在6.51Hz-104.2Hz。ADC最高分辨率为18位,电源电压采用1.6V,典型工作电流为19.3μA,模拟电路的平均功耗为32.9μW,数字电路的功耗为1.53μW,总功耗为34.43μW。最终绘制完成了模拟电路的版图,并且对数字部分的代码设计进行了逻辑综合与布局布线,最终电路总体的版图面积为602μm?532μm。