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针对现有的常规的等效时间采样系统必须具备准确的模拟触发电路，必须具备精确的定时电路或时长检测电路，并且波形重建时间长甚至不能完全重建的问题，提出一种基于DSP的新型周期信号等效采样系统设计。该系统采用三个两两互质频率进行三轮采样，从三轮采样数据估计出被测周期信号的基频和其它参数，从而重构出被测周期信号波形。实验证明，该采样系统在最大实时采样率为200MSps时的等效采样率可以达到10GSps。