频率作为电子技术中最基本的参数之一,由于其抗干扰性强、携带信息丰富、便于远距离传输,常常被广泛应用于航空航天、卫星导航、通信、地质探测等领域用来传递重要的信息。另外,频率测量方法简单,可以实现很高的测量精度,与很多电参量的测量方案、测量结果联系紧密。因此频率的高精度测量对整个电子测量领域显得尤为重要。本文根据国内外众多公司的频率测量产品所提供的设计思路,在研究了多种频率测量方法的基础上,提出使用相检宽带测频技术与等精度测频相结合的方案,采用FPGA CPCI总线接口的结构设计并实现一个多功能高精度双通道频率测量系统。论文首先阐述了高分辨率频率测量系统的应用背景及近代频率测量系统的发展现状。同时结合常见的通用计数器的设计方案,介绍了多种频率测量方法,分析其各自的优缺点。为了消除传统测频方法中存在的±1计数误差,以及拓宽频率测量范围和提高测量精度,提出了一种使用相检宽带测频技术与等精度测频相结合的方案。然后根据系统需求,设计并实现了宽动态范围、高信噪比、可程控的信号调理电路,提高了测量的灵活性;并且设计了触发电平、迟滞电压可调的高速比较器电路,使电路的抗干扰能力增强。同时在FPGA内部编程实现各参数(频率、周期、时间间隔、频率比等)测量逻辑的设计、可编程模拟信号输入通道的配置以及CPCI接口与上位机通信逻辑的设计,与传统设计相比,不仅提高了系统的运行速度,还使整个系统的稳定性和集成度也大大的增强。使用信号发生器、示波器、CPCI机箱等设备结合上位机对系统进行实际功能测试,通过测试证明设计的系统在晶振频率准确度为4.05×10~(-8)的条件下,1秒闸门时间内频率测量的相对误差优于5×10~(-7)。测量指标满足设计要求,验证了整个设计理论的正确性和实用性。