现代信号处理数字化程度越来越高,对模数转换的要求也越来越高,高速高精度采样系统已广泛应用于数字系统中。根据实际需求,本文研究了多通道采样系统的设计并通过FPGA平台实现。主要通过理论分析、仿真和实测的方法分析算法可行性和系统性能,通过优化使用简单可行的结构实现,得到高质量的采样系统。主要内容包括:1、结合国内外文献研究了多通道采样系统的基本设计方法,研究了多通道采样基本结构和实现应用时需要的基本理论。2、重点研究功率互补结构。推导了滤波器组设计方法,仿真比较不同设计的系统性能。参考时间交替采样中的误差分析方法,分析多种通道误差、模拟误差和量化误差,采用模拟系数模型统一表征系统误差,简化了误差的表示和测量。3、主要研究系统优化问题。根据误差模型,使用基于测试信号能量谱的算法估算算法,在一般的数字滤波器求解方法基础上,提出了模式搜索法进一步优化滤波器系数。结合多相插值滤波和功率互补滤波器自身特点,设计了简化的滤波器组结构,易于在FPGA中实现和校正。研究了单模拟滤波器结构,针对模拟端难于实现的问题,提出了改进结构。4、使用FPGA作为硬件平台,选用芯片AD9434和XC7K325T设计实现两通道采样系统,设计采样速率1Gsps,采样精度9.0bit。模拟端使用双端网络设计滤波器,通过仿真和测量检验性能。数字端用verilog编程完成控制和计算工作,最后进行了误差校正和调整。使用信号源产生测试信号,通过在线跟踪和信号合成分析,单频和窄带信号采样速率1Gsps,采样有效位数在8.5bit到9.2bit间,基本满足设计要求。