相位比较系统是早期闭环或半闭环伺服系统的一种，是全硬件的系统。图1是这种系统的原理框图。它使用旋转变压器或感应同步器作为位置检测装置，用鉴相方式进行检测，将机械位移转换成电信号P(φ)的相位移。由数控系统（CNC）发出的进给指令脉冲，经脉冲调相器转换成相位移动的指令电信号C(θ)，这两路信号的相位角的大小，反映了指令位移和实际位移的大小，两路信号的频率和基准信号（即旋转变压器或感应同步器的激磁信号）的频率相同，它们在鉴相器中互相比较后，鉴相器的输出电压E与两信号的相位差成正比例。当C(θ)与P(φ)的相位相等时，E为零，系统静止，如图4-26中的Ⅰ区。如数控装置发出一个正进给脉冲，这一脉冲进入调相器后，使信号C(θ)的相位往前移一个角度 ，如图2中的Ⅱ区。这时进入鉴相器的两信号的相位不同，就产生一个正的偏差信号E，使执行部件正向移动一个脉冲当量的距离。位置检测器的信号P(φ)的相位也随之前移，使偏差值逐渐减小。当执行部件的实际位移等于指令位移时，相位角φ与相位角θ相等，系统在新的位置上静止。如果进给脉冲是负向的，输入信号C(θ)就产生负向的相移-θ ，系统便反向运动，如图2中的Ⅲ区。
图1 相位比较系统原理框图
图2 相位比较示意图
2.数字脉冲比较系统
数字脉冲比较系统的组成如图3所示。该系统使用感应同步器作为位置检测装置，在鉴幅方式下进行检测，按某一脉冲当量将机械位移转换成数字脉冲，作为位置反馈信号。数控系统送来的位移指令也是数字脉冲。位移指令脉冲与实际位移脉冲在脉冲混合器中进行瞬时比较，即进行数量上的加减，由此求得系统的位置误差，送入误差寄存器中，经D/A变换后得到速度指令电压，加到速度控制单元的输入端，由速度控制单元向伺服电机输送电压信号，驱动伺服电机和执行部件向着消除位置误差的方向运转，以完成某一方向上的一定速度和位移量的运动。
图3 数字脉冲比较系统原理框图
这种系统的位置检测装置在鉴幅方式下工作，与指令脉冲进行比较的位置反馈脉冲是由检测信号的幅值变换而来的，因此也有称它为幅值比较伺服系统的。系统中的脉冲混合器（也称脉冲比较器）是可逆计数器的硬件电路，误差寄存器与D/A变换器也是由硬件电路构成，所以这是一种全硬件伺服系统。