本申请涉及一种音频数据同步系统及其控制方法、合唱系统，音频数据同步系统包括：控制设备和分别连接各个音频设备的调制解调卡；控制设备用于建立至少两个调制解调卡之间的通信连接，以及通过设定帧格式的数据帧在调制解调卡之间进行数据交互；其中，数据帧包括上行数据帧和下行数据帧；调制解调卡用于从下行数据帧中解调出时钟信号和音频数据传输至音频设备，以及将音频设备发送的上行数据调制到上行数据帧中发送至控制设备；音频设备用于依据时钟信号获取同步信息并根据同步信息对相应的音频数据进行同步处理，以及将上行数据发送至调制解调卡；该技术方案，能够通过时钟信号精确实现音频数据之间的精确同步，提升了合唱的音响效果。