在多种模数转换器（ADC）类型中，ΣΔADC以其低速低功耗、高精度的特点，被广泛应用于音频及传感器电路中。本文根据传感器电路的应用需求，对常见ADC的结构和原理进行了分析和比较，选取了ΣΔADC作为解决方案，设计了具有低功耗、高精度特点的ADC电路。由于ΣΔADC主要由调制器和降采样率滤波器组成，论文的工作着重于作为设计难点和关键点的低功耗调制器的设计，通过对ΣΔ调制器的行为级建模分析，设计了一款单环一位三阶全差分结构ΣΔ调制器。电路在0.18μm CMOS工艺下实现，面积为0.36mm2，当信号带宽为20KHz时，后仿真的信噪比达95dB，在1.8V电源电压下，功耗小于1mW。论文主要工作如下：1.包含非理想因素的调制器结构建模和结构参数的选择。针对调制器中由放大器热噪声、闪烁噪声、直流失调、有限开环增益、有限带宽和摆率以及时钟的抖动等非理想因素对调制器噪声特性的影响，对调制器结构进行了合理的建模，保证所设计的结构将以上非理想因素的影响限制在可接受的范围之内，同时通过行为级仿真得到适当的结构参数。2.高线性度的调制器设计。由于量化器的量化位数影响调制器线性度，本文采用一位量化，量化器由一个动态比较器和SR锁存器组成，该量化器具有响应速度很快而且静态功耗极低的特点。3.调制器中低功耗高增益放大器的电路设计。由于放大器的增益影响调制器的噪声整形能力，本文采用电流缺乏技术以提高对称性电流镜放大器的直流增益，同时采用开关电容共模反馈以兼顾放大器的输出摆幅和低功耗要求。4.针对高精度要求的电路设计和版图设计。为了满足调制器的精度要求，在电路中应用了高线性度采样开关，内建基准电路等方法以保证电路的精度要求，同时在版图设计中通过合理布局，保护环隔离等手段，提高了器件匹配度，减少了噪声干扰。