本发明涉及一种基于脉宽调制的随机解调采样方法。采用比较器与计数器，代替传统的ADC，完成观测矩阵所要实现的功能；PN序列控制的锯齿状调制信号，通过比较器调制输入信号，而产生PWM波，其作为计数器的计数信号，控制计数器计数；通过这些步骤，实现了将输入信号的幅度信息转换成了时间信息。与传统的压缩采样系统对比，本系统采用了数字编码的方式，其稳定性大大提升；由于本发明系统稳定性高，功耗低，体积小，在低成本的采集设备，医疗器械及便携式终端等有良好的应用前景。