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现代电子信号测试带宽已超过吉赫兹，对采样率达几十吉赫兹的高速数据采集与存储提出更高的要求，而现有的模拟数字转换（ADC）芯片只有几个吉赫兹的采集速率，不能直接满足对于超高采样速率的需求；文中提出了基于多片ADC并行交叉采样的20GSa／s高速采集与存储的设计方案，重点介绍了20GSa／s高速交叉采样的实现方式及误差来源和误差校准、交叉采样需要高速时钟的相位校准设计及具体校准方式、不同时钟域下160Gbps高速采集数据存储等核心技术，利用现有的高速ADC，最终实现了高达20GSa／s的数据采集与实时存储。