受限于目前的半导体制备工艺,单片ADC(Analog to Digital Converter,模拟数字转换器)无法在保证高分辨率的同时,满足高采样率的要求,而利用多片ADC并行阵列的时间交错采样技术,能够在维持采样精度的情况下,实现采样速率的成倍增长。但是,受制于各并行通道协同工作时所带来的失配误差,TIADC(Time-interleaved Analog to Digital Converter,时间交错模数转换器)的性能也受到了极大的影响。对TIADC系统中存在的失配误差,现有的失配参数估计方法一般需要中断正常的信号采集过程,单独进行误差估计。这严重制约了TIADC在实时性较高的采集领域中的应用。本文对时间交错采样的结构特点以及交错采样中的信号关系进行了研究。分析了偏置、增益和时延失配误差的来源、特征以及它们对TIADC系统动态性能的影响。通过对失配误差的频谱分析,进一步明确了失配参数与频谱失真的对应关系。针对失配误差前向估计方法的特点,本文改进了基于校准信号的时分采样结构,打破了常规时分采样结构中单频校准信号的局限,利用采样信号的频带作自适应反馈,控制校准信号频率变化。通过调整校准信号频率,拟合特定频段内的目标信号。并以校准信号为参考对输入输出频谱进行分析,得到系统在对应频带内的失配传递函数,对目标信号的采样输出频谱进行补偿。改进型的结构能够在不中断目标信号采集的同时,完成对失配误差的估算,并且根据目标信号的频率范围,自适应地调整校准信号的频率组成,得到目标信号频带内的失配传递函数。为了论证这种TIADC结构的可行性,本文研究了其中的三个关键技术,包括两个输入信号间的采样频率应满足的关系;填补采样序列中缺失了的样本值;该种结构的应用条件及补偿算法的性能分析。最后,针对改进型时分采集结构下的校准信号采集进行了仿真测试,得到包含系统失配信息的传递函数,并对采集到的目标信号进行了补偿,验证了失配传递函数补偿方法在双信号时分采集结构中的可行性。本文的主要研究成果包括:提出一种改进型的双信号时分采样结构,用目标信号的频率做自适应反馈,调整校准信号的频率组成,拟合目标信号的频率特征;用调整好的校准信号作为参考输入,通过比较时间交错采样系统的输入输出频谱,得到系统在对应频带内的失配传递函数;并利用此传递函数补偿了目标信号采样后的输出频谱,从而校正了时间交错采样系统的通道失配误差;研究了改进型时间交错采样系统双信号时分采样结构的关键技术。