一种基于微分技术的频率测量装置，包括窄线宽激光器、相位调制器、功率控制器、超宽带天线、功率分束器、光耦合器、可调光延迟线、光功率放大器和平衡探测器。频率与功率未知的微波信号，经过超宽带天线的接收，进入到功率控制器。光信号进入相位调制器后，被超宽带天线接收的射频信号调制，受调制之后的光信号通过光功率放大器进行功率放大，之后通过功率分束器分成两路，其中一路接可调光延迟线，之后与2×2光耦合器的一个输入端相连，另一路直接与2×2光耦合器的另一个输入端相连，最后，将两路耦合之后的光信号同时连接平衡探测器。通过记录光电转换得到的信号功率，就能得到相对应的频率值，从而达到频率测量的目的。