随着触控技术的不断发展以及苹果公司等一系列消费电子厂商的大力推进,当今人机交互情景中绝大部分由用户下达的指令均需要通过触控面板或触控按键作为媒介来传递给机器。而在种类众多的触控按键中,电容式触控按键凭借其优异的可靠性与低廉的成本脱颖而出,取得了广泛的应用。Sigma-Delta调制器是整个电容式触控芯片设计中相对而言最为重要的一环,原因在于:它不仅负责将感应到的电容值转换成便于后端处理的数字信号,还直接决定了整个电容式触控芯片的性能以及可靠性。在调制器的设计环节,主要的难点在于如何在提高信噪比以改善性能和随之而来的更高设计复杂度以及潜在的非理想因素影响之间进行折中。经过各种权衡后,本文设计了一个应用于LED调光的电容感应触控芯片,其中重点设计了可编程增益放大器、双电流源和sigma-delta调制器这几个模块。可编程增益放大器采用差分对输入构成的折叠式共源共栅放大器,可以在低电源电压下提供从正电源电压到负电源电压的满摆幅输入;双电流源结构的设计用来调节关键节点电容C8（9）处的电压值,其中一个电流源始终保持工作,另一个则随量化器输出的反馈信号选通工作,这种设计减少了预充电时间,保证了充电速度,设计的电流源自启动电路可以省掉一个驱动电路并提高电路利用率,电流源大小极易编程,并且电流源代替外挂电阻来释放电荷可以减小物料清单（BOM）成本;Sigma-Delta调制器选择二阶单bit结构既能满足性能要求,又能保证电路的稳定,并且功耗较低,电路结构简单,此外,调制器中积分器的设计采用密勒补偿增强频率稳定性,斩波技术则能够降低1/f噪声。本设计采用Global Foundries 0.18-m标准CMOS工艺流片。测试结果表明,在1.024MHz的采样频率、256倍过采样率条件下,sigma-delta调制器实现了98d B的峰值信噪比,有效位数达到了15.99bit,在5V供电电压条件下的功耗为3.32m W。最后,使用本文所设计的电容式触控芯片制作了若干个电容触控按键,通过控制LED灯开关来对芯片进行验证,实验结果表明本文设计的芯片可以精确快速稳定地实现触控调光功能,并且灵敏度是原参考芯片的2.12倍,芯片成本也有所下降。