假定在理想情況下，本振AAI4558P 光束是純正弦形式，不引入噪聲。

   令輸入端信號場、噪聲場以及本振場分別用符號Si、Ⅳi和Zi表示，則入射到光電檢測器面上的總輸入場可寫為

   El=Sl+Nl+Zl

   根據探測器的平方律特性，輸出信號則為

   Eo=So +No=pE12= p(si+Ni+ 21)2+2蘆Zl峪l +Ni)+ pz12

   茌這三項當中，pzi2項是直流項，因為Zi》(Si+Ni)，所以第一項較之第二項可以忽略，只有第二項可以通過中頻放大器；因而上式變為

   So+No=2pzi (si+N)

   因此，可得輸出信噪比為

   (So／No)= (Si／Ni)

   這說明，在理想條件下，外差檢測對輸入信號和噪聲均放大相同的倍數，因而沒有信噪比損失。如果與直接檢測情況相比較，就會發現：

   在(S,／Ⅳi)《1時，即弱信號條件下，外差檢測有高得多的靈敏度；但在(S／M)》1時，即在強信號條件下，外差檢測比直接檢測信噪比僅高一倍。考慮系統的復雜性，在這種情況下采用直接檢測更為有利。   

   如果計入本振噪聲，可以證明

   (So／No)=Si／(N +Ni)

   這個結果說明，如果本振光含有噪聲，輸出信噪比就要降低。因此，制作出高質量的本振激光器是決定光頻外差優越性的重要因素，從轉換增益的角度考慮，本振光要強，而強本振光又使本振噪聲增大，使信噪比降低；另外，過強的本振光將使光電探測器受到損壞。一般來說，轉換增益對本振光功率提出了最低要求，而探測器的損壞閾值和信噪比要求限制了本振光功率的上限。