Zasada cyfrowego pomiaru fazy polega na mierzeniu czasu opóźnienia między przebiegiem napięcia dwu sygnałów doprowadzonych na wejścia 1 i 2 czasomierza oraz na mierzeniu okresu i wykonaniu obliczenia wg tych zależności. Jest możliwe poprawienie dokładności wykonując dwa razy pomiar opóźnienia raz na zboczu narastającym i drugi raz na zboczu opadającym. W ten sposób pozbędziemy się skutków różnych przesunięć fazowych występujących w torach formowania oraz zmniejszymy wpływ zakłóceń. Do wzoru podstawić możemy średnią z wyników pomiarów. Ze wzoru dla cyfrowego pomiaru fazy można wyznaczyć fazę wyrażoną w stopniach kątowych lub w radianach jako część kąta pełnego - pomiary elektryczne.

Budowane są cyfrowe fazomierze, w których wynik pomiaru wartości fazy, np. w stopniach kątowych osiąga się w jednym kroku działań. Natomiast kiedy w częstotliwościomierzu zastosowany jest mikroprocesor, to naturalnym rozwiązaniem funkcji pomiaru fazy byłoby zaprogramowanie mikroprocesora do wykonywania potrzebnego sterownia i do potrzebnych obliczeń dla funkcji pomiaru fazy. Jest możliwe by potrzebną funkcję pomiarową skuteczniej urzeczywistnić układowo, a stosowane rozwiązanie jest ze względu na ogólną idee pouczające. W takim zestawieniu fazomierza do zwielokrotnienia częstotliwości w zadanym stosunku wykorzystuje się generator sterowany, którego częstotliwość jest nastawiana w pętli sprzężenia zwrotnego - pomiary elektryczne.

Użyty układ z generatorem o sterowanej częstotliwości może być stosowany w takim zakresie częstotliwości, którą potrafimy dzielić w dzielnikach cyfrowych, czyli z grubsza do 1GHz. Przy większych częstotliwościach rozwiązaniem jest powielanie częstotliwości w inny sposób. Przykładowo przebieg pierwotnego napięcia sinusoidalnego poddany jest odkształcaniu, a napięcie o potrzebnej większej częstotliwości otrzymuje się na zasadzie filtracji odpowiedniej harmonicznej, wydzielanej z przebiegu odkształconego. Ta operacja odkształcania i filtrowania może być powtarzana wielokrotnie - pomiary elektryczne.