提出了一种基于光子时间拉伸(PTS)和压缩感测(CS)技术的宽带模数转换方法。在该系统中,光子时间扩展器会在时域中减慢宽带(频谱稀疏)信号内的多音信号。然后,通过基于随机解调器的CS方案对拉伸后的信号进行下采样和重构,其中在光域中实现随机混合。借助PTS和CS的技术,可以以远低于原始信号奈奎斯特速率的采样率获取宽带频谱稀疏信号。与电系统相比,在系统中应用的光随机混合具有较低的失真和较大的带宽的优势。为了构造具有零均值的高斯测量矩阵,在光学混频器之后应用平衡检测。另外,为了消除扩展信号的直流分量和偶次谐波,我们建议在系统中使用平衡的PTS技术。我们证明了具有时间拉伸因子20和压缩因子4的系统可以有效地获取频谱稀疏的宽带信号,这意味着采样率可低至奈奎斯特速率的1/80。