Пару лет назад мой коллега по моей просьбе - устал я АПЧ в локаторе с магнетронным передатчиком настраивать

- решал (и решил) задачу определения частоты с точностью ~ 10 кГц для сигналов с частотами, изменяющимися в диапазоне 280+/-50 МГц за время импульса, т.е. ~150 нс. Метод, по сути напоминал таковой, предлагаемый
Stanislav, насколько я знаю - в подробности я не вдавался. Сигнал цифровался напрямую 10 битным АЦП, в квадратуре - для определения знака расстройки. Тактовый сигнал АЦП и был опорным. Сигнал перед подачей на АЦП жестко ограничивался и фильтровался. Стабильность ограничения была весьма высока.
Да, точность ограничивалась, ессно, разрядностью АЦП - все генераторы у меня в системе синтезированы и их частоты стабилизированы OCXO.
Но, повторяюсь, заявленные шумы вряд ли позволят получить требуемые параметры без астрономического усреднения.
Да, существуют возможности весьма точного измерения
периода - нониусная и двойная нониусная интерполяция, но они сложны, опять же, шумы...