本文基于激光测距雷达的工作原理,研究和讨论了准确模拟延时时间对模拟激光测距雷达回波信号的重要性。之后,分别分析了数字延时或模拟延时电路的优缺点。从而选择使用数字延时与模拟延时相结合的方式来设计高精度延时系统,其中数字延时来控制最大延时范围,模拟延时来控制延时精度。最后分析了几种影响延时精度的因素,给出高精度延时系统设计要求。根据系统设计要求,本课题所设计的模拟激光测距雷达回波信号的高精度延时系统主要由四个功能模块构成,分别是：用于数字延时的FPGA数字延时模块；基于各种快速芯片的模拟延时模块；用于整个系统控制的ARM中心控制模块；用于数据输入的触摸液晶屏的输入模块。并将这四个模块根据总体时序进行有机的结合,完成最终的系统设计。为了评价延时系统的性能,分别对各功能模块进行了检测,得出每个模块的波形,并与理论仿真的波形作对比,从而检测各功能模块的完整性。并对整个延时系统的延时性能进行测试,测得的系统整体延时精度达到了几十皮秒的量级,远远超过激光雷达所需的测距精度。