激光测距作为一种高精度的测距技术已在很多领域中得到广泛应用,该方法通过测量发射正弦调制信号和反射光之间的相位差来确定被测距离。在光速c已知的条件下,测量距离D和测量精度δd由激光调制频率f0和发射光与返回光之间的相位差φ决定。测量距离D以2π为模,其不模糊距离为c/2f0;调制频率与不模糊距离成反比,而测量精度却随着调制频率的增大而提高。为了使激光测距仪在保证测量距离的同时保证较高的测量精度,B.Journet和Poujouly提出了双频调制法[4],低调制频率f保证测量距离,高调制频率fH保证测量精度,但该方法中,fH/fL的值不能>2π/δφ,限制了其动态范围;fH很高时,保证很高的相位测量精度非常困难;另外,该方法需要混频器等模拟器件,增加了电路的复杂程度。针对许多领域对高速高精度测量距离的要求日益提高,本文提出了多频调制方法,该方法动态范围不受fH/fL限制,通过欠采样技术的应用,避免了混频器等模拟器件的使用,简化了电路;并设计了一种新的相位差放大测量模块,在不增加测量时间的同时,将测量精度提高了1/N倍。