本发明公开了一种基于正弦拟合的TIADC系统误差估计和补偿方法，包括：输入一个已知频率的低频正弦信号至TIADC，求解三个参数的估算值并计算出各通道正弦输出的幅度和偏置；得到其余各通道的增益失配和失调失配和计算以完成补偿；输入一个已知频率的高频正弦信号至TIADC，得到三参数后分别计算各通道存在采样时刻失配和带宽失配的正弦输出的幅度值和相位值；估算得到通道带宽和带宽失配导致的相位值和采样时刻失配引起的相位值；分别采用可调延迟线和分数延时滤波器进行相位调节，以补偿采样时刻失配和带宽失配引起的相位误差。本发明可对TIADC中存在的各类失配所引起的误差实现精确的估计和补偿，同时不受通道数目限制，具有很好的有效性、广泛性和实用性。