本发明公开了一种高精度光学电压互感器的信号检测方法及其检测电路，属于光学电压互感器技术领域。本发明采用窄带的带通滤波器代替宽带的带通滤波器，采用数字低通滤波器和控制单元取代原来的信号处理单元；在信号检测过程中，利用鲁棒控制算法用以获得指数稳定性，从而提高伴随着光强波动的光学电压互感器的动态性能。本发明可以很好的抑制白噪声以高精度的获取闭环误差信号。采用本发明提供的信号检测电路和检测方法，光学电压互感器获得了±0.2%的精度，24.5kHz的带宽及25.2μs的快速阶跃响应，该指标可满足在电力测量及保护领域的应用。