Sigma-delta数据转换器(ADC)是实现过采样转换的主要方法，也是迄今为止在数字VLSI技术中实现高精度AD转换最吸引人的方法。　　 本文首先讨论了利用过采样技术来实现模数转换器的原理和方法。并就sigma-delta调制器中存在的各种非理想效应和如何优化电路结构、提高电路性能等问题进行了具体的分析。并使用0.18um标准CMOS工艺，结合心电信号的处理功能要求，设计了一种14bits的适用于心电信号处理芯片的sigma-delta调制器(modulator)。该芯片首次将心电信号的采集、放大、转换等功能集成到一个芯片上，具有良好的应用前景。该调制器采用全差分开关电容电路实现，其中，积分器采用一种新颖的运算放大器来实现。区别与传统的调制器，该调制器根据开关的具体位置和作用来选择不同的开关，提高了调制器的性能。　　 本文采用自上而下(top-down)的设计方法，首先在Matlab simulink环境下建立电路的行为级模型并对其优化。确定调制器的反馈系数和各积分器的增益系数，并计算各级所需要的开关、电容的大小和电路其它模块的主要设计指标。然后在工作站上的Cadence spectre仿真环境下对各个模块和电路进行了仿真验证。仿真结果表明，在输入信号为频率150Hz的正弦波，单电源3.3V供电的条件下，经过对频谱的SNR分析后确认，该调制器的有效位数大于14bits。