本论文研究了虚拟仪器在精密频率测量中的应用,提出了虚拟化差拍频率测量方法,设计了虚拟化的差拍频率测量系统,并研制完成了一套原理实验样机。随着计算机技术的发展与普及,基于计算机的虚拟仪器有取代传统仪器的趋势;高稳频率源和频率测量应用的高速发展,对频率的测量也提出了越来越高的要求,传统的频率测量仪器和测量方法在测量精度和测量数据分析、处理方面存在不足,所以对其改造已势在必行。本论文为了改进传统的差拍频率测量技术的精度和降低成本,提出了将差拍技术与虚拟仪器技术相结合的方法,将经过差拍得到包含待测频率信息的正弦信号数字化送入计算机,采用数字信号相关运算算法分析得到频率值,从而实现高精度的频率测量。文章对该仪器的各个环节进行了详尽的分析研究。根据测量系统的工作流程,将整个系统分为差拍器模块、数据采集模块、程序通信模块、数据处理模块,再细化分成功能单一的模块,然后对这些硬件和软件模块分别进行设计和调试。本文还对虚拟化差拍和传统差拍两种测频模式进行了实验测试对比,实验证实虚拟化差拍方法,对10MHz的频率测量精度达到1.9×10-15/2s,比传统计数器差拍方法提高了近两个数量级,测量精度达到了国际先进水平。该设计大大降低了设备的成本、增加了仪器的灵活性。文章最后对影响测量精度的主要因素进行了深入细致的分析和研究。该系统不但能够实现高精度频率测量,还具有测量数据分析、处理、存储、图形化显示以及丰富的接口输出等功能。