在物联网和5G通信飞速发展的今天,电子音频设备的种类也层出不穷,模数转换器（ADC）作为各种音频设备中的关键组成部分,在实现模拟信号向数字信号转变领域发挥着不可估量的重要作用。sigma＿delta ADC凭借其高精度、高线性度等优点成为高端音频领域最青睐的研究对象。本文的主要目标是设计出具有高分辨率和低采样率的数字降采样滤波器,并通过一系列措施降低电路硬件消耗和芯片面积,以满足高端音频设备的需求。sigma＿delta ADC包括调制器和数字滤波器。本文的整体设计分为两部分:（1）sigma＿delta调制器的MATLAB建模、仿真;（2）数字降采样滤波器的MATLAB设计和RTL设计,并完成基于FPGA平台的硬件验证。本文的主要研究成果与内容如下:（1）实现了4阶64倍过采样CIFF结构的sigma＿delta调制器的MATLAB建模及仿真。主要包括调制器的参数确定、结构选取以及simulink建模等,最终得到信噪比为114.8d B。同时,考虑实际情况下非理想因素的影响,搭建非理想调制器模型并完成仿真,最终信噪比为99.8d B,依旧满足大于98d B的设计要求;（2）利用MATLAB集成的FDATool工具包完成各级滤波器的设计及仿真。数字降采样滤波器主要采用CIC级联滤波器、升幅FIR补偿滤波器和半带滤波器3级级联形式。CIC滤波器采用5级级联,并承担16倍降采样功能,置于整体滤波器的第一级;中间级是补偿滤波器,采用15阶FIR滤波器实现幅值上升弥补CIC级联滤波器形成的通带滚降;半带滤波器是最后一级,阶数为32阶。最后,整体滤波器组实现80d B以上的阻带衰减和小于0.02d B的通带纹波的设计目标。（3）设计并改进CIC级联滤波器硬件结构。本文设计完成了5级CIC传统级联滤波器结构,包括5个积分器,5个梳状滤波器和1个抽取器。之后,借鉴Hogenauer截断理论减小滤波器内部寄存器的字长,相比最大字长定理既保持了滤波器性能又降低了不必要的资源消耗。（4）设计并改进补偿滤波器和半带滤波器的传统FIR结构。首先根据设计需求设计出满足时域和频域功能的传统滤波器结构,然后利用以下方法对传统结构进行改进。一,结合Nobel恒等式置换原则,将抽取器位置提前;二,利用FIR滤波器的系数对称性,将系数相同的支路累加之后再与系数相乘;三,采用多项分解技术将原本一条输入信号通路分解为奇数和偶数两条支路。最终,相较传统滤波器而言,本文设计的滤波器以更小的硬件消耗和更低的功耗实现了64倍整体降采样和滤波。（5）完成各级滤波器的RTL设计和硬件验证,并针对乘法器提出改进方法。首先,按照自底向上的原则,利用Verilog HDL语言对各级滤波器进行描述。随后,在Modelsim平台完成了各级滤波器的时序仿真。最后,将编译完成的程序下载到FPGA开发板并通过Quartus II中的signaltap完成硬件验证。