高速高精度ADC一直是现代数字通信系统领域的研究热点。作为连接模拟域与数字域的桥梁，ADC的性能不断遇到挑战，分时交替采样技术能成倍的提升ADC采样率，并且保持单片ADC的精度，在实现高速高精度ADC上有明显的优势，但是受工艺的限制，各通道特性很难保持完全一致，导致时分交替采样模拟数字转换器（TIADC）的性能对失配噪声非常敏感。随着数字电路的集成度提高以及数字信号处理理论的发展，数字后校准技术成为提升TIADC系统性能的关键。本文所设计的数字后校准系统原型需要工作在系统采样频率上，当TIADC系统采样率更高或者并行度更高的情况下，对运算单元的处理速度要求也会越来越苛刻。高速滤波器的设计也成为解决硬件处理速度瓶颈的关键。本文设计的高速滤波器使整个系统工作在单通道采样频率上，从而大大降低了硬件处理速度的要求。并且随着通道数扩展，还可以根据需求设计出相应并行度的滤波器。本论文主要包括三个方面的工作：首先，研究了分时交替ADC系统中时钟失配的盲自适应误差估计和校准方法。建立了误差失配模型，分析了误差对动态性能参数的影响，并且研究了两种不同结构的时钟误差校准系统以及基于信号相关特性的误差估计系统。其次，研究了基于快速卷积的高速FIR算法，分别阐述了传统的并行滤波器，基于FFAS算法、基于ISCA算法以及基于二级并行结构的滤波器设计方法。在数字后校准系统设计中，可以根据并行度要求灵活嵌套使用这些算法，得到相应并行度的滤波器结构。本文以实际应用为例，分别设计了八并行和四并行结构的高速数字微分器。最后，实现了四通道TIADC时钟失配数字后校准电路，所设计的电路对硬件运行速度要求低，并且最大化减少了消耗的资源。大量电路仿真和测试表明，校准之后的信号频谱得到明显改善。