1.1 前言
三角積分調變器(Sigma-Delta Modulator，簡稱 SDM)[1]，已廣泛的被應用於 現今超大型積體電路中的類比數位轉換介面，其最大優點是可藉由雜訊移頻 (Noise shaping)與超取樣(Oversampling)的技巧，來增加信號雜訊比(Signal to Noise Ratio，簡稱 SNR)，三角積分調變器大多被使用在中速或低速、高解析度 的類比數位轉換器中，例如：音頻系統。現今製程進步，供應電壓縮小，使得三 角積分調變技術更適合於系統之整合。此技術由1980 年代發展至今，技術已能 達到24-bit 解析度[2]，因此研究再高之解析度，已不是非常迫切，但對於整合來 說卻有很大的未來。
隨著積體電路製程技術的日新月異，元件製作微小化，電路為了達到低價、
省電、適於整合，且能以無線方式傳輸等，紛紛朝向系統單晶片化(SOC)為目標，
系統整合晶片乃是目前晶片製作的一項指標。生物科技為近年來快速成長的新興 產業，隨著高科技發展及製程的進步，生物科技在應用上有了很大的突破，從前 需要使用大型的監測儀器，現在皆可用晶片化來達成，面積縮得更小，讓應用更 為廣泛。一般晶片化可分為兩種，感測器部分和後端處理電路。感測器部分大多 使用微機電製程，而後端處理電路以積體電路來實現，在類比電路方面主要為前 置放大器和類比數位轉換器，在數位方面主要為數位濾波器。
由於生醫訊號具有信號微弱及變化緩慢的特質、如：體溫、酸鹼值、葡萄糖 濃度等，為求達到高解析度及低功率消耗，所以我們選用三角積分類比數位轉換
器以符合應用所需。為因應不同生醫訊號量測會有不同解析度的需求，我們設計 實現一個具可重組兩種模式的三角積分調變器，可依實驗情況切換兩種模式，以 符合所需的效能。
1. 模式一：兩個分別的一階架構，可同時提供兩個 10 bit 解析度的輸出，
需要較低解析度時，可選擇此模式。
2. 模式二：將模式一的兩個一階架構，重新組合而成的一個二階架構，可 以提供14 bit 解析度的輸出，需較高解析度時可選擇此模式。
由於模式二是由模式一重新組合而來的，所以電路成本較為節省，不用因 為需要一個較高解析度的輸出而另外設計一個新的晶片，相對的面積也較為節 省，和(兩個分別一階架構晶片 + 一個二階架構晶片= 三個晶片)相比，面積比
=0.4027mm2/0.528mm2，大約節省了30%的面積。
本 論 文 所 實 現 的 系 統 可 應 用 於 多 種 不 同 訊 號 ， 例 如 ：EEG (electroencephalogram ， 腦 電 波 ) 、 ECG (electrocardiogram ， 心 電 圖 ) 、 EMG (electromyogram，肌電圖)、EOG（electro-oculogram，眼電圖），等電生理訊號，
未來可和前置放大器整合，實現一個完整的可攜式電生理訊號量測系統。
1.2 論文架構
本論文一共分為六章，在第一章序論後，各章節的內容簡述如下：
第二章介紹三角積分調變器的原理，從奈奎氏與超取樣兩種類比數轉換器的 比較開始，介紹三角積分調器兩大技術：超取樣與雜訊移頻，並介紹推導不同階 數之調變器特性。
第三章為系統模擬與規劃，針對三角積分調變器建立系統模型，並考量各種 電路非理想效應的影響，且運用Matlab Simulink 來做系統的模擬，進而訂定系 統規格參數。
第四章設計實現三角積分調變器，運用系統模擬的結果來考量電路設計的各 種因素，利用Hspice 做電路模擬，最後將電路實現。
第五章為佈局與量測考量，介紹佈局時應注意的事項與量測方面的考量，及 各種量測方法。
第六章對本論文做個總結，並提出未來的研究方向及目標。