Sigma-delta-modulatoren zijn een klasse van analoog naar-digitaal omzetters (ADC). In essentie bestaan zij uit een regellus rond een interne ADC. Door de werking van de regellus behaalt de sigma-delta-modulator in zijn geheel een veel hogere nauwkeurigheid dan de interne ADC. Een recente trend is om de interne ADC slechts met twee kwantisatieniveaus te implementeren, het minimale aantal. Dit vergemakkelijkt het implementeren van de sigma-delta-modulator in geavanceerde halfgeleidertechnologieën die maar een zeer lage voedingsspanning tolereren. Het gebruiken van enkel twee kwantisatieniveaus leidt echter ook tot een aantal uitdagingen, welke het onderwerp vormen van dit werk. Een probleem is de gevoeligheid aan flankonrust op het kloksignaal. Dit wordt uitgebreid geanalyseerd voor verschillende systemen. Een ander probleem is de hoge stroomvereiste geassocieerd met deze architectuur. Deze stroomvereiste kan sterk afgezwakt worden door een passief laagdoorlaatfilter in de lus te plaatsen. Zo'n filter heeft echter als nadeel dat ze de stabiliteit van de regellus aantast. Dit kan opgevangen worden door een extra nul aan het lusfilter toe te voegen. Deze filtering en compensatietechniek is uitgewerkt tot een prototype. Dit prototype bleek de meest compacte sigma-delta-modulator voor gelijkaardige bandbreedte en efficiëntie. Een volgende stap is het implementeren van het filter in het discrete tijdsdomein door middel van een circuit met geschakelde condensatoren. Dit heeft als voordeel dat, naast een beperking van de stroomvereisten, ook de door flankonrust geïnduceerde fouten onderdrukt worden. Het effect van het discrete-tijdsfilter op de werking van de sigma-delta-modulator is uitgebreid geanalyseerd, onder andere met betrekking tot de onderdrukking van frequentieverwarring door de sigma-delta-modulator.