数字信号处理技术具有高速、稳定等优点,模数转换作为连接自然界中连续模拟信号与离散数字信号的桥梁,其性能显得尤为重要。随着通信技术的发展,人们对模数转换器(ADC)的采样速率、模拟带宽以及有效位数等指标提出了更高的要求。而传统电子ADC采样速率存在物理极限,逐渐无法满足通信系统对ADC的采样要求。光学时间拉伸模数转换器(TS-ADC)可以突破传统电子ADC的采样速率物理极限,在面对高频、宽带信号时具有较好的采样性能。光学时间拉伸模数转换器通过对待测模拟信号进行预处理,使其频率与带宽得到压缩,再送入电子ADC进行采样量化,等效提高了ADC的采样速率和模拟带宽。然而光学时间拉伸预处理过程会给待测模拟信号引入失真,本文涉及的光学时间拉伸预处理过程使用基于互补单边带调制的双输出马赫增德尔调制器结构,两通道输出具有互补特性,利用此互补特性可以在后续数字域内对引入的信号失真进行抑制。本文的主要研究内容是针对此光学时间拉伸结构,设计实现在数字域内抑制信号失真的逻辑模块。信号失真的主要来源是光脉冲包络不平坦以及群速度色散效应导致的相位偏移,本文首先设计实现了采样数据重排模块,即以并行多路数据结构解决10GSPS高速数据流与逻辑芯片有限速率之间的瓶颈,并得到便于后续算法实现的并行数据形式。在此基础上,根据两通道信号的互补特性,基于相应算法实现了光脉冲包络的消除,从而改善光脉冲包络不平坦引入的信号失真问题。群速度色散效应引入的相位偏移与信号频率有关,本文研究实现了一种基于并行结构的混合FFT/IFFT算法。混合FFT算法可以计算得到一定周期内并行时域数据的频域序列,进而可以在频域内对色散引入的相位偏移进行校正。混合IFFT算法能够将相位校正后的频域数据逆转换为时域数据序列,以便将其送到上位机进行波形显示。论文在硬件测试平台上对本文所设计实现的各个模块进行了测试,并结合计算机软件对测试结果进行分析。分析结果表明光脉冲不平坦引入的失真被大幅抑制,相位偏移引入的时域失真也被较好地抑制,各模块达到了预期效果。