目前廣泛使用的是直讀式數(shù)字相位計，其原理是基于時間間隔測量法，通過相位-時間轉(zhuǎn)換器，將相位差 為ψ的兩個信號（分別稱參考信號和被測信號）轉(zhuǎn)換成一定的時間間隔τ的起始和停止脈沖。然后用電子計數(shù)器測量其時間間隔。如果讓電子計數(shù)器的時鐘脈沖頻率倍乘36*10n （n為正整數(shù)），則顯示值即為以度為單位的相位差值，其簡單原理如圖所示。也可以用相位—頻率轉(zhuǎn)換器，把兩信號之間的相位差變成頻率，用電子計量器測量。此外可采用相位-電壓轉(zhuǎn)換器，把相位轉(zhuǎn)換為電壓，用電壓表測量。
電路由常用 CMOS異或門74HＣ86和CMOS四比較器LM124組成。LM124中的A1B，A1C為輸入信號的過0檢測 器。為了保護LM124集成塊，用四只二極管（VD1-VD4）將比較器同相輸入端的信號對地鉗位，即把同相輸入信號的幅值限制在二極管的正負管壓降之內(nèi)。異或門74HＣ86的U2A，U2B為緩沖器（當開關(guān)S1斷開時）。電阻R10，R11接到U2A，U2B的輸入端，這兩個緩沖器的輸出驅(qū)動另外兩個并接的異或門U2C和U2D，并聯(lián)的目的是為了減小輸出阻抗。在U2C和U2D的輸出端，電阻R4，R5，RP1和電容C1構(gòu)成分壓器和低通濾波器，對輸出信號分別進行標定和濾波。由于U2C和U2的輸出時一個正脈沖，它與Uia和Uib兩路輸入信號的過0時間差成反比例，所以C1兩端的平均電壓也與兩端輸入信號的**相位差成比例。
比較器A1D和晶體管VT1(2N22)組成單位增益放大器,它對電容C1上的電壓既有緩沖作用,又降低了輸出阻抗. 電容C2的作用是通過電阻R9建立一個*佳工作點,使比較器A1D穩(wěn)定地工作在線性區(qū)內(nèi). 在校準電路時,將開關(guān)S1打開,在兩個輸入端同時加一個峰值電壓為5V的低頻(50~100HZ)正弦或方波信號,在輸出端與地之間接一數(shù)字電壓表,對輸出電壓進行監(jiān)測. 當電壓表讀數(shù)為0時,相當于相位差為0°.把開關(guān)S1閉合,調(diào)節(jié)電位器RP1,使電壓表讀數(shù)為1.80V,此時相當于180°相位差.調(diào)試一經(jīng)結(jié)束,就應(yīng)將S1開關(guān)打開,則電路可做常規(guī)測量. 至此,數(shù)字表已校好,即可測量兩路輸入信號的**相位差.測量精度:當輸入50~100Hz、峰-峰值為5V的方波時，精度優(yōu)于0.4°；在輸入有效值為3mV的正弦波時，精度優(yōu)于1°.
