本文采用的是国际上通用的时域阿仑方差方法，其实现的难点是实现无间隙采样和准确的测频。本文对比了目前应用广泛的三种时域测量方法：计数器直接测频法、测差频周期法和差频倍增法。最后选用计数器直接测频法。针对直接测频方法精度低的特点，提出一种改善计数器±1误差的方法，实现等精度测量，改进后的方法使测频精度提高了两个数量级。在上述理论的基础上进行了系统的软硬件设计。传统的电路设计体积庞大，为此使用一片EPF10K10LC84-4的FPGA实现系统的大部分功能，采用VHDL编写内部的所有程序。板卡和计算机之间的通信使用ISA总线。采用Visual C++在计算机上编写了一个控制面板，实现了所有操作的可视化和对数据的实时处理、显示和存储，最后以图的形式给出了测量结果，系统具有良好的人机交互界面。利用上述频率稳定度测量系统对一标准信号源和一市售晶振分别进行实测，测量结果与厂方所给的稳定度指标在同一数量级，以此验证了本评定系统的正确性。用此测量系统对课题组研制的横向塞曼稳频激光器进行了频率稳定度测试。最后本文对整个系统进行了误差分析，并针对各种误差源提出了相应的解决办法。本文还估算了系统不确定度。