随着现代电子技术和科学基础研究的发展,时间和频率的测量和控制技术在科学技术各领域中占据着越来越重要的地位。近年来国内外的频率标准的准确度和稳定度提高很快,应用范围也更加广泛,但是对高准确度和稳定度频率信号的测量和比对技术的精度还不能满足要求。目前我国在国防和空间技术的巨大进步,对更精细时间和频率的测量与处理也提出了更高要求,但是精密测量和控制还存在精度不够和成本较高的问题。本文从提高时间和频率的测量和比对精度,提高温补晶振的补偿效果等方面入手,对高精度的频率测量,频标比对,短时间间隔测量和温补晶振等技术进行了深入研究,并取得了以下成果:第一,提出了利用相位重合检测原理实现的一种高精度频率测量方法和一种高精度频率标准比对方法。利用最大公因子频率概念和相位重合检测原理,结合FPGA器件的优良特征,完成高精度频率计和频标比对器的设计。实际测试的数据表明,频率测量精度可达10^-11/s量级,频标对比精度达到10^-11/s量级。第二,提出了基于延迟链技术的一种短时间间隔测量方法和一种频率测量方法。如果延迟链中每个延迟线的延迟时间相同,并且与参考信号的周期满足一定关系,那么计算得到的被测短时间间隔或者被测频率值可以减小±1计数误差的影响。该方法达到的测量结果相当于是将参考信号的频率提高到其几倍到几十倍所能达到的,从而为短时间间隔测量和频率测量提供了一种新思路和方法。第三,提出了一种基于长度游标法的短时间间隔测量方法。作者通过对该方法的研究,申请了国家自然科学基金项目“基于长度游标法的精密时间间隔测量研究”,并获得批准（批准号10703004）。利用信号在介质中传输速度的高稳定性,把开始和结束信号分别在两个游标上传输,然后检测延迟信号重合得到被测时间间隔。该方法可以达到至少50ps的测量分辨率。第四,提出了两种温补晶振的控制方法。分别利用二次镀膜的应力—温度效应和温度传感器与模拟存储体的补偿电容—温度特性对晶体振荡器的频率进行补偿,这两种方法都有很好的补偿效果,并且实现的温补晶振结构简单,成本较低,为温补晶振的研制提供了一种新途径。针对提出的所有算法,本文都通过大量的反复设计、实验、测试及与相关方法的比较来验证其有效性和先进性。