距离测量作为定位及航迹推算方式，在电力、航空、军事等诸多领域有着重要应用。国内外科技的进步使信息产业与集成电路得以快速发展，也让各行业对测距的范围、精度和速度有了新的认识和要求。通过对多种测距方法的分析比较，笔者讨论了它们的优缺点和应用领域，并根据项目需要，设计了一种基于双频调频信号的相位法测量系统。通过采用具有微小频差的低抖动时钟发生技术，差频测相等，系统可以实现特定环境下的高精度定位，在解决课题要求的基础上，为短程测距研发提供方案和具体实现思路。论文从相位法测距原理出发，详细阐述了差频鉴相式激光测距系统的总体设计方案和相关技术分析，并对信号前端硬件电路实现和软件控制做了具体描述。系统由级联式PLL可编程调制信号源、激光发射与接收、光电调理、混频滤波和数据采集与数字鉴相组成。数字信号处理器（DSP）通过对低抖动时钟源编程并进行滤波混频，得到具有微小频差的高低测尺正弦波调制信号，经可调光强驱动电路进行激光发射；光电接收系统同时将发射参考信号和接收测量信号进行一致运算放大和增益调整，得到携带距离信息的两路主频信号；主频信号与本振信号混频后，通过电压增益大于1的窄带选频网络，获取与其具有相同相位信息的中频信号；DSP控制模块在对两路模拟差频信号进行数据采集后，以数字相位检测方法得到待测距离信息。本文完成了相位法测距的整体设计和电路规划，并对系统信号前端软硬件进行测试，调制信号源高频（10MHz）输出1kHz处相位噪声偏移-142dBc/Hz，RMS抖动2.4ps，同时可对其进行初始相位设置，有效地解决了噪声和干扰问题，实现了数字鉴相最佳相位角的可调性；双路光电调理自动增益控制，放大倍数可调范围12~110，适合各类光电接收微弱信号检测；光接收系统带宽150MHz，十倍频差调制信号（基准1MHz）同调理相位偏移平稳；选频滤波网络非偏移相位变化为0，减少了调理环节影响相位最大的部分；信号前端百米测距误差为6.657mm，验证了设计的合理性，满足课题要求。