随着集成电路产业的蓬勃发展,信号检测的难度日趋复杂。为了更好的完成对更复杂信号的测试分析的任务,对高带宽、高采样率以及高分辨率的数据采集系统提出了更高的要求,因此具有高采样率高带宽指标的高分辨率示波器正逐渐占据市场的份额,成为电子测量仪器的重要组成部分。JESD204B串行传输协议相比传统的并行传输有着明显的速度优势,在单片模数转换器(ADC)中的应用较多,但在时间交替采样(TIADC)系统中研究极少。本文的研究内容如下:一、完成基于10GSPS的TIADC采集模块的硬件框架总体设计。通过对TIADC技术的研究,设计了10GSPS数据采集模块的总体框架。并对关键电路模块进行详细的设计分析,给出各模块的设计方案。二、完成数据采集模块的硬件电路设计。设计基于开关电源加线性电源的稳定可靠的电源方案;完成关键器件的选型包括FPGA以及ADC和锁相环,并且设计ADC、FPGA、以及锁相环的外围配置电路;完成满足串行协议的JESD204B的时钟硬件方案设计;完成大容量存储的硬件设计。三、完成高速数据接收和处理模块的设计。设计一种采用JESD204B串行协议的高速数据接收同步的方案,并且利用其协议本身的子类1的确定性延迟同步方案实现单通道多链路同步,以及多器件同步。完成数据拼合,数字触发,并行抽点和波形平均的功能设计,实现了波形的正确重构和显示。四、完成10GSPS系统的多通道的频响的非一致的研究,拟对多通道系统的频响进行分析,研究一种基于时变滤波的误差重构和误差校正技术,使得系统稳定可靠并且具有良好的实时性,在FPGA内部实现该算法,并验证该方法的可行性。通过对采集模块的调试和整机性能的测试,本文设计的10GSPS示波器数据采集模块的实时采样率、模拟带宽、有效位数等主要指标达到设计要求,采集系统的性能和TIADC技术达到国内领先水平。