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近年来,基于开关电容电路Sigma-Delta调制器的应用越来越广泛。Sigma-Delta调制器是一种能实现高精度转换的结构,尤其在CMOS (Complementary metallic oxide semiconductor)工艺和超大规模集成电路技术中,比精确的模拟电路更适用于数字电路的集成。论文工作主要有两大块:(1)设计了一种应用于低压,低失真开关电容(Switch Capacitor)电路的体效应补偿开关结构。该开关电容电路可实现轨至轨(Rail-to-Rail)信号转换,比传统的自举电路具有更少的总谐波失真,其差值约为19dB。(2)设计一种三阶(2-1)级联Sigma-Delta调制器能实现高精度的数据转换,可以应用于无线电收发器中音频解码器。整个Sigma-Delta调制器的设计,包括传输函数、系统以及主要模块的电路设计并且考虑电路的非理想因素。在完成传输函数设计,运用SIMULINK/MATLAB对级联调制器系统仿真,并获得93dB的信噪比,相当于实现16位精度的数据转换。之后对组成调制器的关键模块——开关电容积分器进行电路设计,尤其针对运算放大器,并且考虑所有电路非理想因素。文章的具体结构安排如下:第一章为绪论,论述了本论文工作的意义和研究目的及主要工作内容。第二章将论述开关电容的基本模块,如运算放大器、电容、开关以及无交叠时钟。之后是描述开关电容电路的应用以及开关电容低压应用的局限性。第三章是对第二章的延伸,将讨论低压环境下,一些有关开关电容电路应用。然后设计一种体效应补偿开关电路,并加以讨论。第四章就过采样ADC的基本原理进行概述,综合量化噪声、输入信号和量化器的分辨率对量化器输出信号的影响进行研究。在对Nyquist采样A/D转换器的局限性简单描述之后,将介绍A/D转换中过采样和反馈原理。接下来是基于过采样技术的Sigma-Delta调制器分类讨论。第五章是针对Sigma-Delta调制器中非理想因素的讨论。这些非理想因素包括:建立误差、增益和极点误差、采样噪声、运放热噪声以及抖动噪声。第六章是在综合考虑调制器结构选择、过采样率、信号比例缩放和电路噪声的基础上采样SIMULINK工具进行系统架构和仿真。包括最重要的部分,开关