高精度的时间测量在日常生活中、工业生产中、高能物理实验中以及航天航空等国防建设中都发挥着不可或缺的作用。高精度的时间测量方法有很多种,本论文的高精度时间测量系统根据激光脉冲测距系统中测量激光飞行时间的需要,利用FPGA内部的锁相环模块实现了一种时间内插法的时间测量方法。论文中介绍了整个系统的测量原理和方法以及系统各模块的电路设计和仿真验证,最后对整个系统进行仿真并测试,测试结果说明系统的时间测量达到了纳秒级的测量精度。全文共分五章,下面是各章的主要内容。第一章首先从各个方面说明了研究高精度的时间测量方法的重要性和现实意义,并介绍了用FPGA来实现高精度的时间测量的优势。然后分析了高精度时间测量方法的发展现状和发展趋势,最后给出了论文的行文结构和章节安排。第二章首先介绍了四个与时间测量有关的技术指标,然后对几种主要的高精度时间测量方法的测量原理以及每种测量方法的优缺点进行了介绍。由于本课题是基于FPGA实现的高精度时间测量,所以本章最后对FPGA技术进行了介绍,包括FPGA的由来和发展.FPGA的设计语言、设计软件和设计流程、以及主要的FPGA生产厂商和他们各自的主要产品以及FPGA开发软件环境。第三章是论文的主要章节,对高精度时间测量系统进行了详细的介绍,包括开发软件环境、开发语言、器件选择以及测量原理,还包括各模块的电路设计以及仿真验证。先后介绍了锁相环模块、粗时间测量模块、细时间测量模块、数据合并与转换模块以及数据存储模块。第四章综合了系统的各个模块,对整个高精度时间测量系统进行了说明以及仿真验证,并对测量结果进行分析。测量结果说明本时间测量系统可以实现纳秒级的测量精度。第五章总结论文的工作,并对下一步的研究工作进行展望。