随着采样技术的不断进步，超高速波形数字化系统的实时及等效采样速率有了极大提高，然而其频率特性的校准面临严峻的挑战。人们通常使用扫频法来计量宽带采样示波器的幅度响应特性，而相位响应特性是近十多年来国际无线电计量界研究的热点。NTN(Nose-to-Nose)校准技术是为确定宽带示波器的冲激响应，尤其是相位响应而提出的一种新方法。即不采用任何标准工具，将两台相同的宽带示波器的输入端直接对接起来，进行系统复传递函数的测量和校准。　　实际NTN测量中，由于电路硬件非理想性的影响，采样电路的冲激响应会产生失真，这些影响主要包括：时基失真、时基漂移、加性噪声、共模干扰、失配误差以及抖动等。因此必须在严格实验条件下进行数据的测量，之后针对上述误差进行估计和修正，从而获得采样电路“真实的”的幅度、相位响应，这一结果可作为标准用于宽带采样示波器的幅度和相位校准。基于上述工程应用背景，本论文把NTN校准技术和宽带采样电路相位误差作为主要研究内容，在吸收了国内外最新研究成果的基础上，采用理论分析、仿真研究和实验验证的技术路线，对其进行了系统、深入的研究。　　论文中详细地研究了NTN校准过程，确定了用于NTN校准的各种数据采集方案，包括抑制共模干扰的NTN数据采集方案、用于估计时基失真的正弦拟合数据采集方案以及用于适配器失配误差修正的S参数数据采集方案。　　本文系统地研究了NTN数据处理方案。研究了修正时基漂移的质心法和互相关方法等噪声信号对准方法，全面系统地分析了时基失真产生的原因，提出了一个改进的时基失真的数学模型。研究时基失真估计的正弦拟合算法以及加速收敛的算法，估计所用示波器的时基失真，并提出了新的时基失真的修正方法；提出了一种新的估计时基失真不确定度的方法；提出了失配修正因子的计算公式；经过一系列误差以及失真修正的数据经过处理就可获得采样电路的冲激响应、阶跃响应及上升时间等结果。将获得的幅频特性和传统的扫频法的幅频特性进行对比，验证其有效性和实用性。　　由于射频微波元件制造工艺的复杂性以及测量技术的限制，目前尚不能直接测量出宽带采样示波器内部采样电路中各个元件对相位响应的影响，但是可通过仿真建立默认采样电路模型并将各个元件参数化，就可以通过改变电路参数来获得各个元件对采样电路相位响应的影响。通过设计采样电路的模型参数，使仿真的NTN冲激响应与实际测量重构的高速采样示波器冲激相应波形基本相似。当仿真结果和测量结果近似时，可以通过仿真试验估计出采样电路对相位误差的影响，这和实际的物理采样电路对相位误差的影响是相同的，而该误差的影响目前却无法通过实际测量实验确定。　　在高速采样示波器的内部采样电路SPICE仿真模型的基础上，分析了内部采样电路产生相位误差的原因，仿真NTN校准过程，计算采样电路模型的相位误差；逐一改变模型的各个参数，研究这些参数与相位误差之间的关系,从采样电路各个元件不确定度的实际范围出发，在各个参数不确定度均为±10％的前提下，分别量化分析采样电路每个元件参数的变化对相位误差的影响。基于B类不确定度估计理论，将参数的影响加以综合，获得相位误差的不确定度。并重点研究对相位误差影响较大的参数。