相较于其它结构的模数转换器，流水线结构能够实现较高的采样速率和转换精度。通常其采样速率介于几十兆到几百兆之间，转换精度可达10位左右。流水线结构的模数转换器广泛应用于无线通信，雷达遥感以及高精度图像处理等需要高速高精度模数转换接口的信号处理系统中。特定采样率和功耗约束下，由于电路结构以及制造工艺上不可避免的偏差，严重限制了流水线结构模数转换器精度的进一步提升，需要借助模拟或者数字的校准技术，补偿偏差对精度的影响。在各类的校准技术中，数字域的校准技术以其电路实现简单、模拟电路改动小、速度快以及功耗面积小等优点，被众多厂商和研究机构采用。本论文完成了13位流水线结构模数转换器和相应数字校准模块的系统建模。其中流水线模数转换器模型的第一级采用2.5位结构，第二级到第十级是1.5位结构，最后一级为2位的Flash结构。该系统模型考虑的主要误差源包括电容失配、比较器失调、运放有限增益以及运放非线性传输特性等。根据所建立的系统模型，基于最小均方根逼近算法，搭建在前台和后台两种工作模式的数字校准模型，用于提取系统模型中的误差信息，通过补偿系统输出偏差提高系统的线性度。在Matlab软件环境下，仿真验证了两种数字校准模型的功能，对比了两种校准工作模式的校准效果及其性能特点。前台校准模型工作时需要引入一个高精度数模转换器产生特定的测试序列，并且中断模数转换器的正常工作。其仿真结果显示SFDR、SNDR和ENOB分别从47.3dB、43.2dB和6.9位提高到76.7dB、70.1dB和11.2位。前台校准模型由于直接输入特定的测试序列，因此具有较快的收敛速度。后台校准模型需要在被校准级中使用两组比较器用于等效误差系数的提取。其仿真结果显示系统的ENOB从6.9位提升到11.4位，虽然收敛时间较长，但其校准过程与模数转换器正常工作可以同步进行，对电路中时变偏差能够实时补偿，因此后台模型具有自适应性的优点。在实际应用中，可以根据不同的电路需求选择不同的校准工作模式。