目前相位测量技术的研究在很多领域得到重视和发展,国内外提出了很多高精度的测量算法,而数字信号处理(DSP)技术可以有效地运用于信号参数的高精度测量,为实现复杂测量算法提供保证。本论文主要以DSP与CPLD为系统硬件核心,并结合测量算法方案,设计出一套较完整的数字相位测量系统,提高了相位和频率的测量精度(准确度)。论文首先详细研究几种主要测相算法,通过Matlab仿真分析这些算法的特点,提出了一套测量算法方案:先利用一阶线性插值法粗测频,再利用自适应Notch滤波法细测频,最后利用最小二乘法测相。在数字测相系统的设计开发中,主要完成硬件电路设计和软件开发两部分任务。系统硬件电路设计任务主要包括模拟信号调理电路,数字信号处理模块,DSP接口电路,系统电源电路的设计与调试工作;系统软件开发主要完成了CPLD逻辑代码的编写,测量算法的DSP软件调试与实现,主机显控软件的设计。最后,为验证系统的实际测量性能,搭建以FPGA为核心的测试平台,该测试平台用于产生已知频率和相位的正弦信号。实验结果表明,本套系统测量精度高,工作稳定,可以用于实际工程测量中。另外,本系统还扩展了其它功能以满足实际工程测量需要,主要包括:高精度测频,四路信号的频率和相位测量,非连续信号(如CW脉冲信号)的频率和相位测量,这些功能是常规相位计不具备的。