在模数转换器领域,Sigma-Delta ADC通过数字信号处理的方法获得高转换精度,从而降低对模拟电路性能的要求。对于给定量化噪声的ADC,输出的信噪比随输入信号的幅度增加而增加。在实际应用中,ADC的精度指标通常是由输入信号处于最小值时,输出端所需达到的信噪比决定。这就会导致当输入信号幅度增加时,ADC的转换精度高于系统所需精度的情况,并由此带来不必要的功耗。为了改善这种情况,本文提出了一种可以运用在自适应系统中的可重构Sigma-Delta ADC设计构想。系统通过控制信号可以选择ADC的转换精度,在达到系统所需性能的同时避免精度过剩,由此减少系统多余功率损失,从而达到低功耗的效果。本文对二阶Sigma-Delta模拟调制器的各个非理想参数进行了数学建模分析,并在matlab下利用SDtoolbox对Sigma-Delta调制器进行了建模仿真,研究了运算放大器的有限增益和带宽、积分电容失配、时钟抖动、开关电容热噪声、运放热噪声等非理想参数对系统输出噪声的影响。在此基础上,本文对于给定输入信号幅度和频率、过采样率(OSR)、输出信噪比(SNR)等条件,实现了对运算放大器、开关、采样电容等电路模块的性能指标的自动分配。本文基于CSMC 0.5um CMOS工艺,在5V电源电压下,设计了一种能够满足多种精度需求的可重构二阶Sigma-Delta调制器。在不同的ADC精度需求或者不同幅度的信号输入时,调制器内的电路模块性能可以通过模块指标分配算法自动计算获得,并由控制信号实现内部电路的配置。仿真结果表明,在2.5MHz时钟下半幅输入时,调制器输出信号的品质因数达到6,优于参考文献中的传统设计。通过对调制器可重构部分的结构切换,可以实现调制器输出信噪比的动态调整,达到了在信噪比要求降低时减小系统功耗的目标。