在宽带信号和非平稳信号的测试中,对数据采集系统提出了更高的要求,主要表现在采样率和采样精度两个方面。目前,大多数ADC芯片不能同时兼顾采样率和采样精度两种技术指标,这种现状使得在构建板级高速、高精度数据采集系统时显得无能为力。交替并行采样技术是一种新型的高速、高精度采样技术,它采用多片相对低速的ADC同时交替采样输入信号波形上不同点,然后将各通道采样数据进行拼接达到最终提高系统采样率。这种结构能够突破芯片级限制,在兼顾采样精度的同时,大幅度提高系统采样率。但交替采样引起的通道失配误差会降低系统的整体性能。因此对交替并行采样技术进行深入研究,特别是对交替采样通道失配误差的估计和校准算法进行研究具有重大的现实意义。本文在详细分析并行采样系统通道失配误差的基础上,深入研究了并行采样通道失配误差的数字后处理估计和校准算法;并在1GSa/s(2-TIADC)数据采集系统上,设计了基于LabWindows/CVI和Matlab的交互验证系统,实现了数字后处理算法的实验验证。在通道失配误差估计算法的研究上,重点并深入研究了基于盲适应估计算法和基于拟合估计算法。其中,针对基于拟合估计算法在被测信号频率未知和高频下失效的情况,提出了先使用单通道数据进行FFT变换测频,后进行误差估计的方法,以及在高频下,先对原始数据进行正弦插值,后进行误差估计的改进算法。实验验证结果表明,两种算法均能较好的估计通道失配误差。在通道失配误差校准算法的研究上,给出了偏置和增益失配误差归一化校准方法和基于分数延时滤波器的时间相位误差校准方法。使用归一化校准方法,能够同时校准偏置失配和增益失配误差,该方法实现简单、计算量小、精度高。对于时间相位误差的校准,给出了分数延时滤波器的设计方法。实验验证结果表明,经过校准后系统失配误差基本得到校准,系统性能得到改善。最后,对系统校准前后主要动态指标(信噪失真比,无伪波动态范围,有效位数)进行了测试和分析。结果表明,并行采样通道失配误差会降低系统的性能,但经过误差校准后,系统性能得到改善。