在CMOS技術(shù)中， Sigma-Delta調(diào)制器已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)集成電路系統(tǒng)中模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的好方法之一。相較于其他模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC），在以分辨率和帶寬為坐標(biāo)單位的平面圖中， Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用范圍為寬廣。 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器是對(duì)各種不同類(lèi)型信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的有效方式，這些信號(hào)包括應(yīng)用于高分辨率、低帶寬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字音頻和傳感器接口以及儀器儀表，超低功耗生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)和中等分辨率、寬帶寬的無(wú)線通信系統(tǒng)。應(yīng)用場(chǎng)景的多樣性、魯棒性與簡(jiǎn)易性，使得 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器成為越來(lái)越多工程師在項(xiàng)目研究和工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的。
1962年，Inose 等人在論文中次公開(kāi)提出， Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)，但其基本原理早已于 1960年由 Cutler進(jìn)行了專(zhuān)利注冊(cè) [1,2]。Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理簡(jiǎn)單易懂，但分析過(guò)程較為復(fù)雜。 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理是兩大信號(hào)處理技術(shù)的結(jié)合，即過(guò)采樣和量化噪聲整形。過(guò)采樣是以比奈奎斯特采樣定律所規(guī)定速率更高的速率進(jìn)行樣本采集；采集的樣本通常使用低分辨率量化器進(jìn)行量化，量化過(guò)程存在較大誤差，量化誤差將在調(diào)制器的反饋環(huán)路中被消除；此外，再通過(guò)數(shù)字濾波器使得帶寬外的大部分信號(hào)功率被消除，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信號(hào)頻譜整形。過(guò)采樣與噪聲整形的結(jié)合使得 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器完成了利用低分辨率量化器實(shí)現(xiàn)高精度的數(shù)字化過(guò)程。因此，與其他需要高精度模擬電路的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器相比， Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器以犧牲模擬電路精度換取了數(shù)字信號(hào)運(yùn)算速度的提升，從而進(jìn)一步降低對(duì)電路誤差的靈敏度，這個(gè)特點(diǎn)為 CMOS技術(shù)向納米級(jí)發(fā)展提供了可能。
基于以上優(yōu)點(diǎn)以及消費(fèi)電子產(chǎn)品尺寸縮小和行業(yè)趨勢(shì)的推動(dòng)，經(jīng)過(guò)許多代 Sig-ma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的迭代，初的噪聲整形經(jīng)過(guò)近 50年的不斷優(yōu)化，產(chǎn)生了許多電路結(jié)構(gòu)、電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)和若干集成電路（ IC）芯片。這些新設(shè)計(jì)和新電路的產(chǎn)生促使 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器不斷優(yōu)化，創(chuàng)造出更多創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)和成功的工業(yè)產(chǎn)品。
所有上述技術(shù)發(fā)展和技術(shù)研究為該領(lǐng)域提供了大量的技術(shù)文獻(xiàn)。事實(shí)上，自 Candy[3，4]、Boser與 Wooley[5]那些被廣泛引用的開(kāi)創(chuàng)性文章發(fā)表以來(lái)，出版物的數(shù)量顯著上升，其中包括數(shù)以百計(jì)項(xiàng)授權(quán)專(zhuān)利、成千上萬(wàn)篇研究論文、一些指導(dǎo)論文 [6-8]、很多導(dǎo)論和專(zhuān)著 [9-31]。然而，對(duì)于許多設(shè)計(jì)者，尤其是那些與眾不同的設(shè)計(jì)者和專(zhuān)注于 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器某些細(xì)分領(lǐng)域的有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者而言，面對(duì)如此海量的資料和已出版的技術(shù)文獻(xiàn)常常會(huì)迷失方向。這一現(xiàn)象的出現(xiàn)，促使一些作者開(kāi)始將這些碎片化的信息進(jìn)行全面、系統(tǒng)的整合。
除了早期致力于對(duì) Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器已出版文獻(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)的書(shū)籍 [9]以外，一本旨在作為 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)指南的書(shū)籍已于 1997年由 Norsworthy等人 [10]編寫(xiě)出版，被業(yè)界稱(chēng)作黃皮書(shū)。這本書(shū)介紹了 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的許多重要組成，由許多行業(yè)專(zhuān)家共同撰寫(xiě)，但缺乏一定的條理和連續(xù)性。以這本書(shū)為基礎(chǔ)，一些作者開(kāi)始致力于撰寫(xiě)系統(tǒng)性的 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)指導(dǎo)專(zhuān)著。
此外，由 Schreier與 Temes撰寫(xiě)、于 2005年出版的書(shū)籍 [21]通常被稱(chēng)作綠皮書(shū)，這本書(shū)已成為 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器領(lǐng)域受歡迎的書(shū)籍之一。這本書(shū)提供了一個(gè)優(yōu)秀、全面的 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器解決方案、基本原理和主要架構(gòu)，還列舉了一些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，并利用 MATLAB工具 [32]加以實(shí)現(xiàn)。該書(shū)的修訂版由 Pa-van、Schreier和 Temes主編，于 2017年出版 [33]。第 2版在不改變第 1版的核心，即介紹 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的基本原理的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了關(guān)于連續(xù)時(shí)間（ CT）電路實(shí)現(xiàn)和設(shè)計(jì)的部分。
還有其他一些具有劃時(shí)代意義的書(shū)籍值得注意，其中包括 Medeiro等人于 1999年 [13]撰寫(xiě)的關(guān)于開(kāi)關(guān)電容 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以及 2006年 Ort-manns與 Gerfers[22]出版的書(shū)籍，該書(shū)至今仍然是有關(guān)于連續(xù)時(shí)間 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的完整專(zhuān)著之一。所有這些書(shū)籍，包括在其他技術(shù)文獻(xiàn)中所提及的專(zhuān)著對(duì) Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器的介紹都不完整，更多的是關(guān)注于設(shè)計(jì)的某一特定方面，或者是某種結(jié)構(gòu)類(lèi)型、電路技術(shù)或應(yīng)用。
因此，本書(shū)的第 2版在不改變第 1版核心思想的前提下，通過(guò)對(duì) Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器全系列進(jìn)行綜合性的、系統(tǒng)性的介紹以彌補(bǔ)一些知識(shí)漏洞，其中包括結(jié)構(gòu)多樣性、電路技術(shù)、分析與合成方法、 CAD工具和一些實(shí)際設(shè)計(jì)中需要考量的因素。正如第 1版提及的，本書(shū)的初衷是為本科生和研究生提供一本具有教育、參考價(jià)值的指導(dǎo)書(shū)。基于這個(gè)理念，以及作者使用本書(shū)第 2版展開(kāi)教學(xué)而得到的反饋和讀者對(duì)第 2版的反饋，第 2版的內(nèi)容已全面更新，進(jìn)而可以展現(xiàn)給更廣大的讀者，無(wú)論是希望對(duì) Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器獲得更加深入了解和見(jiàn)解的資深設(shè)計(jì)者，還是渴望在這個(gè)熱門(mén)話題上得到統(tǒng)一且獨(dú)到見(jiàn)解的初出茅廬的設(shè)計(jì)者，都能從本書(shū)中獲益。新的內(nèi)容和素材使得第 2版成為一本獨(dú)特的專(zhuān)著，一本匯編和更新了在 Sigma-Delta模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器方面無(wú)數(shù)的技術(shù)和研