传统的Nyquist模数转换器对模拟电路的精度要求较高。相反，过采样ADC通过过采样技术，将基带中的量化噪声功率降低(特别是当采样频率比基带频率大很多时)，提高了基带内的信噪比，达到增加转换器的有效量化位数的目的。它可以通过简单的，对精度要求不高的模拟电路实现。此外，高的采样频率可以除去ADC所需要的截止频率特性较陡峭的抗混叠滤波器。Sigma-Delta ADC除了应用过采样技术之外还应用了噪声整形技术来进一步提高基带内。在Sigma-Delta ADC中，Sigma-Delta调制器的模拟信号转换可以通过简单的，对精度要求不高的模拟电路实现，如开关电容积分器，一位比较器，并且对模拟信号处理电路的精度要求比同等分辨率的传统模数转换器的要低。数字信号转换可以通过数字滤波器完成。随着现代CMOS技术和VLSI的发展，Sigma-Delta ADC已经成为现代高精度ADC的主流方向。本论文通过对过抽样Sigma-Delta调制器的工作原理的学习和理解的基础上，论述了从系统到电路的设计过程，包括在系统设计过程中考虑了各种非理想因素的影响，完成对系统参数的选择。在电路设计过程中，使用所选择的系统参数及CSMS 0.6um DMDP spice模型，通过计算，仿真与分析对Sigma-Delta调制器中的全差分运算放大器，比较器，双相时钟产生电路及带隙基准源电路进行了设计。并最终完成了一个16位分辨率的二阶Sigma-Delta调制器的设计。该Sigma-Delta调制器采样时钟为256KHz，过采样率位256，输入信号带宽位500Hz，SNDR为99.3dB。