如何实时、准确地识别非线性系统的运行状态是非线性科学领域的研究热点之一。目前，人们已经提出了许多分析非线性系统的方法，然而这些方法大多需要经过复杂的数值运算才能得出结果，并不能立即识别出系统状态，尤其不能实时地监测一个单变量非线性系统。　　针对这一问题，本文在长期研究散点法之后，根据提取方法能够从连续单变量非线性信号上获取特征信号而无需任何外加控制信号的特点将其命名为自动取样法。文中对该方法进行了细致地理论研究，不仅首次从频域的角度对其进行了分析和证明，并且还从理论上推导出了特征信号的通式，为该方法的进一步研究提供了一定的理论基础。　　为在硬件上实现该方法，本文根据自动取样法的波形原理设计了特征信号提取电路的各个功能模块，并对整体电路进行了PCB制板。之后，本设计通过大量物理实验详细地分析了自动取样法的各个参数对特征信号提取电路整体性能的影响。最后，本文在频域上对蔡氏电路的输出信号y进行了多组实测实验。所有的实验结果表明，设计的特征信号提取电路能够有效地从单变量非线性信号获取到有用的特征信号，人们可以通过该电路快速识别系统的稳定性。