目前广泛使用的是直读式数字相位计，其原理是基于时间间隔测量法，通过相位-时间转换器，将相位差 为ψ的两个信号（分别称参考信号和被测信号）转换成一定的时间间隔τ的起始和停止脉冲。然后用电子计数器测量其时间间隔。如果让电子计数器的时钟脉冲频率倍乘36*10n （n为正整数），则显示值即为以度为单位的相位差值，其简单原理如图所示。也可以用相位—频率转换器，把两信号之间的相位差变成频率，用电子计量器测量。此外可采用相位-电压转换器，把相位转换为电压，用电压表测量。
电路由常用 CMOS异或门74HＣ86和CMOS四比较器LM124组成。LM124中的A1B，A1C为输入信号的过0检测 器。为了保护LM124集成块，用四只二极管（VD1-VD4）将比较器同相输入端的信号对地钳位，即把同相输入信号的幅值限制在二极管的正负管压降之内。异或门74HＣ86的U2A，U2B为缓冲器（当开关S1断开时）。电阻R10，R11接到U2A，U2B的输入端，这两个缓冲器的输出驱动另外两个并接的异或门U2C和U2D，并联的目的是为了减小输出阻抗。在U2C和U2D的输出端，电阻R4，R5，RP1和电容C1构成分压器和低通滤波器，对输出信号分别进行标定和滤波。由于U2C和U2的输出时一个正脉冲，它与Uia和Uib两路输入信号的过0时间差成反比例，所以C1两端的平均电压也与两端输入信号的**相位差成比例。
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