光电信号可以在一定的介质中快速稳定的传播，且在不同的介质中有不同的延时。通过将信号所产生的延时进行量化，实现了对短时间间隔的测量。
其基本原理是“串行延迟，并行计数”，而不同于传统计数器的串行计数方法，即让信号通过一系列的延时单元，依靠延时单元的延时稳定性，在计算机的控制下对延时状态进行高速采集与数据处理，从而实现了对短时间间隔的精确测量。其原理如图3所示。
量化时延思想的实现依赖于延时单元的延时稳定性，其分辨率取决于单位延时单元的延迟时间。
作为延时单元的器件可以是无源导线，有源门器件或其他电路。其中，导线的延迟时间较短（接近光速传播的延迟），门电路的延迟时间相对较长。考虑到延迟可预测能力，最终选择了CPLD器件，实现对短时间间隔的测量。
将短时间间隔的开始信号送入延时链中传播，当结束信号到来时，将此信号在延时链中的延时状态进行锁存，通过CPU读取，判断信号经过的延时单元个数就可以得到短时时间间隔的大小，分辨率决定于单位延时单元的延时时间。
一般来讲，为了测量两个短时间间隔，使用两组延时和锁存模块，但实际上，给定的软件闸门时间足够大，允许CPU完成取数的操作，即能够在待测时间间隔结束之前取走短时间隔Δt1对应的延时单元的个数，通过一定的控制信号，可以只用一组延时和锁存单元，这样可以节省
CPLD内部的资源。利用多周期同步与量化时延相结合的方法，
计算公式为：
T=n0t0+n1t1-n2t1 （7）
式（7）中，n0为对填充脉冲的计数值；t0为填充脉冲的周期，即100ns；n1为短时间隔Δt1对应的延时单元的个数；n2为短时间隔Δt2对应的延时单元的个数；t1为量化延迟器件延时单元的延迟量（4.3ns）。 这样，利用多周期同步法，实现了闸门和被测信号同步；利用量化时延法，测量了原来测不出来的两个短时间间隔，从而准确地测量了实际闸门的大小，也就提高了测频的精度。