激光回波模拟器是室内检测脉冲式激光测距机性能的重要仪器,具有模拟距离连续、模拟最大距离没有上限、模拟距离精度高等特点,因此在测距机的研制、检测、校准及标定行业应用广泛。随着电子科技的日益发达,脉冲激光测距仪在测距覆盖范围和测距精度方面得到了极大的提高,这就对激光回波模拟器的测距覆盖范围和精度方面也提出了更高的要求。论文基于FPGA主控芯片,采用“粗+细”延时相结合技术,研制了一种高精度回波模拟器装置以满足脉冲式激光测距仪大测程高精度的性能检测需要。根据脉冲激光测距仪的回波测距原理,提出了基于电子延时模型的激光回波模拟技术,从而构建了回波模拟器的总体方案及分析了系统组成,该系统由激光接收单元、延时单元和激光发射单元三个部分组成;根据检测精度及测量范围的性能指标对激光接收单元的光电探测器、延时单元的主控芯片、发射单元的驱动芯片和激光二极管进行选型及计算;设计了光电转换、放大整形及驱动电路,通过Multisim进行仿真验证;在延时原理的基础上采用“粗”计数器延时与“细”相位调整延时相结合的方式,在FPGA主控芯片上通过相位调整次数实现时钟相位的微小调整,进行了计数器延时模块、控制模块、时钟管理模块和锁相环参数的设计、Modelsim仿真及实验测试,系统时钟通过锁相环倍频至200MHz进行延时及异相时钟采样,15m～6000m范围内仿真误差最大为83ps（0.01245m）,测量误差最大为203ps（0.03045m）;对影响误差因素进行分析计算,系统固定延迟误差94ns,故系统模拟最小测程为14.1m,随机误差为0.216m;对激光接收单元、延时单元和激光发射单元进行系统整合测试,15m～6000m范围内稳定度最大0.074m,精度最大0.221m,满足测试精度小于0.5m及模拟测试距离30m～5000m的技术要求指标。