为了清楚地掌握其工作原理，我们首先看积分器的输入；它必须在长的时间间隔内维持零值，小的短期跳跃将被转换为斜波。通过把参考分支的输出提升到与输入分支一样的电平，可以实现零均值；它依次受到比较器输出的影响。这就把参考切换为具有逻辑“1”的后续电容。
电容被充电并施加到积分器的反向端，以便反向参考电压被施加到积分器上。在输入端的高电压因此引起大量的逻辑“1”，这些逻辑“1”依次频繁地作用在负参考上。“1”的密度通过后续的数字滤波器被转换为数字数值。典型的sigma-delta转换器将未知电压与已知电压比较，并利用两个已知道（通常相等）电容来做到这一点。
实际上，比较的是电荷，因此，如果两电压为已知（在这种情形下采用的是相等的电压），电容可以采用Q=C*V来比较。同步电压信号也必须被施加在输入分支，如下图所示就是这种电容/数字转换器。
这种方法有几个优点。因为与sigma-delta转换器存在密切关系，人们可以修改和采用它们众所周知的特性，这些特性包括：高噪声抑制能力、对相对低频的高分辨率和有成效地实现高精度。
Sigma-delta转换器—几乎没有例外—都具有类似的输入结构，所以，人们可以针对特定的测量任务改变不同的特殊结构，例如，特别低的电流输入、最大精度或较高的截止频率。