本发明提供一种基于物理层采样值的交流模数转换设备实时响应检测方法。本发明检测方法依据交流量信号及其经模数转换设备输出的物理层交流采样值信号，通过采样值信息获取且采样值信号再经数模转换还原为模拟量，以模数转换设备的模数转换迟延时间开关响应检测为基础，根据交流量信号、采样值信号、模拟量信号之间的实时响应特性检测，以及采样值信号及其携带信息的物理一致性检验，并综合采样值信号暂态的准同步特性与量测信息进行测算，可检验交流模数转换设备的交流信号至采样值转换的迟延时间、暂态测量准确性及其秒时域误差分布。该方法是目前交流稳态信号数字化采样检测方法的补充与完善，可深化交流信号数字化采样技术的物理溯源程度。