随着信息技术和计算机技术的飞速发展，数字信号处理技术己经逐步发展成为一门关键的科学技术。而且不断发展成熟的单片机技术，使得单片机在数字信号处理中得到大量的应用。本文利用FPGA为核心的数据采集和信号处理电路，设计并实现了基于FPGA的数字多功能相位测试仪，并将其应用于电力系统相位测量中。本论文是根据电力系统中相位测量的需要，实现两路工频正弦信号的相位差测量为研究目的，在对国内外多种相位测量系统进行深入分析的基础上，针对相位测量系统的各个环节进行了研究。根据电力系统中相位测量的工作流程，将系统模块化，分为信号调理模块、数据采集和处理模块、液晶显示模块。并对各模块进行设计与调试。另外根据电力系统的特性以及现场工作人员实际运用的需要，将相位表的功能进行扩展，增加了电流、电压测量功能。本课题根据设计要求，选用EP2C8Q208C8型FPGA，采用2节1.5V电池作为供电电源，硬件设计中各电路元件如HTI621、TLC2252等都是按照低功耗的原则来选用。经过测试，该相位测试仪灵敏度高，抗干扰能力强，测量准确，使用可靠，相位测量精度为0.1°，典型响应时间小于0.2s，测量和跟踪误差小于1%。