В доисторических дальномерах еще использовались Pulse Stretchers - схемы на операционнике, которые более-менее линейно растягивали импульс.
Ну и можно применить "нониусный метод" (по методу штангенциркуля, при использовании двух источников тактовой частоты с небольшим смещением можно увеличить разрешение измерения сигнала).