X-ray射线安检设备具有成本少，性能好，辐射量小，同时又有着快速检测高旅客量的优点，在全世界得到了非常广泛的应用。为了能处理X-ray安检系统中微弱的探测信号，作为X-ray安检系统数据采集模块中的核心模块ADC则需要有着很高的分辨率，传统ADC由于受到器件失配的影响和电路的非理想因素的限制，分辨率只能达到10～12bit之间，在高精度的实现上很有难度，而Sigma-delta ADC对器件的不匹配效应不是非常敏感，非常适合高精度、高分辨。　　Sigma-delta modulator作为sigma-delta ADC核心模块之一，它采用了过采样和噪声整形技术来实现高精度。本文深入研究sigma-delta调制器的工作原理，并分析对比了各种sigma-delta调制器结构，然后总结了各种调制器结构对应的噪声函数以及优缺点。然后根据要求，设计了一个128过采样率，40KHz带宽，16bit精度为的sigma-delta调制器，结构上选取了单环三阶1位的CRFB结构，结合滤波器的设计方法，简化了CRFB结构，得出了该结构理想模型下Simulink仿真结果。接着针对sigma-delta调制器中种种非理想因素进行了详细分析，以引导后期调制器电路的设计，并根据各非理想因素的Matlab模型，进行了非理想模型下的Simulink仿真。　　本文最后采用开关电容电路和TSMC0.25um工艺实现整个调制器的管级电路，通过Cadence Spectre后仿真，得到仿真结果SNR可达到98dB，即精度为16bit，满足指标要求。