精密时间间隔测量作为科学实验研究和工程计数等诸多方面的基本物理参量,在众多领域都有广泛的应用,比如激光测距、卫星发射、武器打击、导航通信与定位、高能物理实验等。论文围绕高分辨率时间间隔测量技术展开研究,经过理论分析、方案设计、硬件电路设计、软件代码编写、上位机软件编写和实验验证,实现了高分辨时间间隔测量,具体内容如下:1、通过对时间间隔测量方法和测量原理的分析对比,确定了以直接计数法的粗测量和时间-幅度转换法的细测量相结合的测量方法,并对测量原理作出了详细描述。2、设计了时间间隔测量系统的总体方案及模块电路,电路包括时间信号调理电路、时间幅度转换电路、锁相环电路、温度检测电路和供电电路,并对各功能模块电路进行了设计与分析。3、设计了软件整体方案,编写了由FPGA实现的时间间隔粗计数程序,由单片机（STM32）实现的时间间隔细测量、温度采集及锁相环控制程序。利用Lab VIEW开发环境设计了上位机测控软件,用户可通过界面控制对时间间隔信号的测量、显示和保存。4、对测量指标进行了理论分析,搭建了测试平台。对电源板、TAC电路和时间间隔测量模式进行了测试,对时间间隔测量分辨率和测量精度指标进行了测量,并对测量数据进行统计与分析。综上所述,论文以直接计数法和时间幅度转换法实现了粗计数和细测量结合的时间间隔测量功能,经过多次测量,数据结果表明当时间间隔测量小于10ms时,测量精度RMS小于60ps,测量分辨率为5ps,具有较好的实用价值和应用前景。