在便携式音频应用领域中,模数转换器（Analog-to-Digital converter,ADC）的性能是至关重要的,由于Sigma-Delta调制器可以实现很高的分辨率,在音频应用中用途广泛。本文主要研究低压、低功耗、高性能的应用于音频领域的Sigma-Delta调制器。首先简要介绍了Sigma-Delta调制器的工作原理和国内外研究现状,区分了连续时间Sigma-Delta调制器（Continuous-time sigma-delta modulator,CTSDM）和离散时间Sigma-Delta调制器（Discrete-time sigma-delta modulator,DTSDM）,由于CTSDM对采样和建立有更低的要求,且具备固有的抗混叠特性,更适合本设计低压低功耗的要求。本设计从系统性能指标要求出发进行理论计算,确定使用3阶单环1位量化的架构,分析了非理想因素对CTSDM的性能影响。针对积分器中的运算放大器引入了有限低频增益补偿跨导级,大大降低了功耗,同时抑制运放等效到积分器输入端的噪声,使用有限冲激响应滤波器（Finite-impulseresponse,FIR）级联数模转换器（Digital-to-Analog converter,DAC）作为反馈路径以减小CTSDM对时钟抖动的敏感性。在电路级设计前本文借助matlab对CTSDM建立了行为级模型,并证明了结合使用的两种补偿方案对于CTSDM的性能提高是非常明显的。本设计采用UMC 55nm CMOS工艺,在Cadence中完成了电路和版图的设计,阐述了各个模块的设计思路和流程,着重分析了运算放大器的架构选取过程,并说明了对第一级补偿跨导级做斩波调制的必要性。电路后仿真的结果表明,在信号带宽为24KHz、采样频率为8MHz以及电源电压为1.2V的情况下,CTSDM的信噪失真比（Signal-to-noise-and-distortion ratio,SNDR）达到了98.2d B,且系统的功耗仅为140.2μW,优值（Figure-of-merit,Fo M）为180.5d B。