随着科学技术的发展,数字信号处理技术也越来越成熟。在20世纪80年代,接收机体系中衍生出了以数字信号处理电路为主要特征的数字接收机。由于数字接收机灵敏度好、精度高、抗干扰能力强、稳定性好,该技术在通信、雷达、导航系统、电子对抗系统、数字电视机、手机等领域广泛应用。数字接收机的关键技术就是实现对信号频率和相位的测量。很多数字接收机都使用FFT算法进行频率和相位的测量。为了获取更高的测量精度,本文旨在以全相位FFT算法为理论依据,实现对信号的频率和相位进行测量。本文的主要工作内容如下:(1)本文首先对传统FFT与全相位FFT算法进行了分析。通过对两种算法原理的推导以及建模仿真。指出了FFT算法在测量频率和相位时的不足之处,FFT算法在测量过程中存在着频谱泄露以及测量相位会导致误差“扩散”。FFT要得到信号相位的测量结果,就必须先求出信号的频率,而信号的频率也只能通过估计得到,这就可能导致误差的扩大。同时提出了使用全相位FFT算法作为数字接收机的核心算法。全相位FFT能够很好的抑制频谱泄露,通过对全相位FFT的理论推导,它的谱幅值为传统FFT的平方,而这种平方关系是对于每一根谱线都存在,信号能量能就更多的集中在主谱线上。在MATLAB仿真结果中发现,全相位FFT比传统FFT能更好的抑制频谱泄露。全相位FFT还能够通过谱峰搜索直接获取信号的相位。(2)无论是全相位FFT还是传统FFT,都需要进行频率校正才能测出信号的频率,因此对频率测量所需要的频谱校正法进行了探究。最终选择了FFT/全相位FFT综合相位差法作为频率测量的校正方法。对于比值法和能量校正法,它们的校正算法都依赖于旁谱线,一旦信号含有多个频率成分,测量结果就会出现极大的误差,并不适用于本论文的频率校正。全相位FFT相位差法校正精度最高,但是计算量远大于传统FFT和FFT/全相位FFT相位差法。FFT/全相位FFT综合相位差法的精度只是略低于全相位FFT相位差法,但是计算量却小了很多。通过MATLAB仿真分析,在对同一个信号进行测量时,FFT/全相位FFT法比全相位法校正时间要少30%。(3)本文设计了一种基于全相位FFT算法测量系统的实现方式,并且基于Xilinx的VIRTEX 7开发板搭建了实验平台。VIRTEX 7开发板和ADC采样模块完成数据的采集与采样。然后将采样后的数据通过PCIE接口发送到PC端。在MATLAB中完成对数据的处理,最终得到信号的频率和相位。在采样点数N取1024时,用此平台对频率为100 MHz~1.2GHz连续信号和脉冲信号进行了测试,最后的测量误差都不超过1MHz。