压缩感知理论于2006年被提出。目前为止,压缩感知的研究对象大多是已知的离散序列点,且其硬件实现面临着较大困难。论文据此展开基于压缩感知的模拟信号采集系统研究,为压缩感知观测矩阵提供一种新的硬件实现方法。论文简要介绍了传统乃奎斯特采样定理,研究了压缩感知理论的基本概念及实现流程。在第三章中,介绍了现有的观测矩阵,研究了针对模拟信号随机压缩采样中所面临的问题,提出利用随机序列实现对信号压缩采样的思想和基于“轮换矩阵”及“二次观测”思想的观测矩阵设计方案,并在MATLAB中给出其实现方式,对其与离散傅立叶变换基(DFT)的不相干性参数及有限等距约束RIC常数进行了计算,对其观测性能进行了仿真,确定选取带压缩采样的高斯矩阵作为模拟信号采集系统的观测矩阵；介绍了模拟信号采集系统设计总体框图,提出了用于采集系统的两种不同随机序列产生方法；给出了改进的m序列发生器电路图；根据系统设计要求,选取MSP430G2单片机作为系统硬件,介绍了该型单片机及其外围模块,给出了两种不同随机序列产生方式系统的软件设计流程图；研究及对比分析了现有压缩感知重构算法中的凸优化算法,贪婪算法及其改进性算法的重构时间,残余误差及其他性能参数,确定选取子空间追踪算法(SP)重构压缩采样信号,给出了基于SP算法的信号重构流程。在实验部分,采用实验台中声音与振动信号对该系统完成了验证,分析对比了与传统乃奎斯特采样方法的差异及不同随机序列产生方式的采集系统的性能优劣,给出了其误差来源。实验证明,该系统能够以亚乃奎斯特采样频率完成对模拟信号的压缩采样,并在上位机较精确地恢复出原始信号,当对信号稀疏度估计准确时,重构残余误差为0.0560。