北京正负电子对撞机重大改造项目(BEPCⅡ)的高频系统在升级改造后，其束流负载在安培量级，工作频率为500 MHz。低电平控制系统作为高频系统的子系统，对保证加速电场幅度相位的稳定性，获得高品质的束流具有重要意义。国际上的加速器实验室如KEK、SLAC和DESY等，已经将高精度数字化低电平控制系统作为高频系统的研究热点。本论文基于BEPCⅡ高频系统平台，深入研究并探索了500 MHz高精度幅相检测系统的数字化研制和工程应用。　　论文研制的500 MHz高精度幅相检测系统涉及硬件平台的设计与软件算法的开发。论文首先确立了系统的整体设计方案，包括射频前端系统、时钟分配系统、数字信号处理系统和基于EPICS的通讯系统;然后根据整体方案的设计，完成了硬件平台的构建，设计了高精度幅相检测的核心算法;最终设计并实现了监测界面美观、数据检索便捷的分布式通讯系统。在实验室环境中，本系统3分钟内幅度和相位测量的绝对精度分别为0.012％(rms)和0.003°(rms)。此外，论文深入研究了影响系统测试精度的因素，并进行了相关理论分析及实验研究。　　本文设计的系统应用于BEPCⅡ的高频系统后，由于加速器系统复杂、现场噪声多样化，检测精度相对于实验室环境降低约一个量级。通过对数字信号处理算法的优化，3分钟内，本系统的相位和幅度测量精度分别高达±0.001°和±0.02％。基于优化后的系统，首次测量了BEPCⅡ的同步相位、同步辐射能量和损失参数，测试结果可靠，与理论预期值基本吻合;此外，基于高精度幅度检测技术，本文设计了束流前馈模块，将腔压稳定性由±0.3％提高至±0.08％，这将对束流的稳定运行作出贡献。　　本论文提出的宽中频高精度幅相检测方法，只需改动一个参数即可适用于中频频率和时钟频率之比具有差异性的低电平系统，应用于通信或雷达等领域可以节省ADC通道数。论文对温漂校准技术、分布式通讯架构、误差分析与噪声抑制的研究，为其他低电平系统的优化提供了有益的参考价值。本论文提出的设计方案最终应用于BEPCⅡ高频系统，在其工程应用过程中，论文积累了宝贵的实践经验，为后续全数字化低电平控制系统的研制与工程应用奠定了坚实的基础。