信号的模数转换（ADC）技术是微波信号处理中的重要环节,被广泛的应用在自动控制、高速成像、太空探测、传感器网络等领域。传统的电子ADC因为受到载流子迁移速度的限制,在保证量化精度的前提下很难达到更高的采样速率。为了获得高采样速率、大带宽的ADC,光电ADC系统成为了突破电子ADC瓶颈的一个重要方向。本论文的主要内容包括:首先,在光延迟技术的基础上,设计了一种光采样电量化的模数转换系统方案。该方案采用高速电脉冲对宽谱光源进行开关调制,产生采样光脉冲。然后将采样光脉冲分为多路引入等差延迟,使得各个通道的采样脉冲在时域形成均匀交替的分布,从而提高系统的采样速率。将模拟信号功分为多路对并行的多通道采样光脉冲进行强度调制,然后采用色散光纤对信号光脉冲进行色散,将信号脉冲展宽,最后将展宽后的信号脉冲送入量化模块进行电域内的量化。其次,根据前面提出的模数转换系统设计方案,搭建了 8通道的光电模数转换系统,对系统的光路及电子器件进行了配置,后端利用FPGA可以获取各通道EADC的量化数据,通过上位机中的软件可以实时读取转换后的数据流。整个实验系统实现了 12GS/s的高速采样,信号处理的带宽可以达到3.3GHz。基于搭建的实验系统,详细介绍了后端多路数字信号的处理流程及方法,提出了对多通道数字信号幅度一致性及非线性的校正方法,并验证了其可行性;通过多通道数字信号的校正方法,在经过数字滤波后,实验系统的有效位数得到了有效的提升。对于小于755MHz的低频正弦信号,系统的有效位数可以达到7bit以上;对于1505MHz的高频正弦信号,系统的有效位数可以提升2.4bit左右。根据数据处理结果分析,实验系统的高频有效位数可以达到5.4bit@1.505GHz;系统的3dB带宽可以达到3.3GHz。进一步的,根据系统误差,提出了一种多路并行光采样模数转换数据融合方案,该方案主要采用一种与信号幅度相关的非线性校正方法对多通道数据进行优化处理,从而达到提高系统有效位数的效果。