电池监测系统(BMS，Battery Monitoring System)是电动汽车核心技术之一，而模数转换器(Analog-to-Digital Conventer，ADC)是电池监测系统关键组成单元，其精度和可靠性直接影响电动汽车能量供给系统电池组的工作状态和寿命。本文针对国家极大规模集成电路专项课题需求，进行应用于电动汽车电池监测芯片的Sigma-delta ADC单元研究和设计。　　首先依据电池监控系统对ADC精度和信噪比的性能指标要求，针对Sigma-deltaADC模拟调制器进行系统级和电路级仿真设计。模拟调制器系统级设计中采用单环二阶一位量化Sigma-delta模拟调制器结构。利用matlab/simulink分析非理想因素对调制器的性能影响，这些非理想因素包括时钟抖动、电容开关热噪声、运算放大器的有限增益带宽和有限摆率等。利用matlab/simulink系统分析各个电路模块性能参数，为电路设计提供依据。设计的Sigma-delta ADC调制器在理想状态下和考虑非理想因素下的信噪比SNDR分别为99.6dB和91.7dB，在非理想模拟情况下有效位数为14.95位，达到设计目标12位。Sigma-delta ADC模拟调制器电路级设计中采用失调补偿开关电容积分器消除输入失调电压引入的误差;积分器中采用自举技术保证运算放大器获得足够增益，运算放大器采用电阻和电容串联进行相位补偿，运放输出采用AB类输出级增大其输出摆幅;设计的动态锁存器使用两个锁存结构提高比较器的速度同时降低功耗;采用带有数字和熔丝修调的高精度带隙基准源为电路提供高精度可调节的基准电压和电流。　　另外，进行了适用于二阶Sigma-delta ADC调制器的数字抽取滤波器的设计与仿真。数字抽取滤波器由级联积分梳状滤波器、幅度补偿滤波器和半带滤波器三部分组成，本文确定了各级子滤波器的结构和参数，并对其进行了多相分解、非递归结构变换、分级抽取、自校正等方面的优化。采用硬件描述语言Verilog完成了滤波器电路的RTL级描述，利用Matlab、Modelsim、NCsim、Spetre等软件进行不同层次的仿真验证。结果表明所设计的数字抽取滤波器具有降采样、抗混叠、滤除量化噪声三种功能，实现了64倍降采样和12位精度，将调制器产生的采样速率为512kHz的1位数字码流转换为采样速率为8kHz的12位数字信号。　　最后，采用Xfab0.35μm CMOS高压技术库，设计了一款12位Sigma-delta ADC。仿真结果表明，当输入为80Hz正弦信号，模拟调制器电路输出码流的信噪比峰值为81.9dB（13.31位）。将上述码流送入数字滤波器，利用Matlab算得滤波器输出信号的信噪比峰值为79.6dB，有效位数为12.93，Sigma-delta ADC总功耗为125mW，满足电池监控系统对ADC精度和信噪比的要求。