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    相位式光電測距儀是一種間接測定時間的光電測距儀，通常用于高精度的測量。基本原理是由光源發出的光通過調制器后，成為光強隨高頻信號變化的調制光。通過測量調制光在待測距離上往返傳播的相位差φ來解算距離。
    由光源所發出的光波（紅外光或激光），進入調制器后，被來自主控振蕩器（簡稱主振）的高頻測距信號所調制，成為調幅波。這種調幅波經外光路進入接收器，會聚在光電器件上，光信號立即轉化為電信號。這個電信號就是調幅波往返于測線后經過解調的高頗測距信號，它的相位已延遲了。
    這個高頻測距信號與來自本機振蕩器（簡稱本振）的高頻信號經測距信號混頻器進行光電混頻，經過選頻放大后得到一個低頻測距信號，用表示。仍保留了高頻測距信號原有的相位延遲。為了進行比相，主振高頻測距信號的一部分稱為參考信號與本振高頻信號同時送入參考信號混頻器，經過選頻放大后，得到可作為比相基準的低頻參考信號，表示，由于沒有經過往返測線的路程，所以不存在象中產生的那一相位延遲。因此，和同時送人相位器采用數字測相技術進行相位比較，在顯示器上將顯示出測距信號往返于測線的相位延遲結果。
    當采用一個測尺頻率時，顯示器上就只有不足一周的相位差所相應的測距尾數，超過一周的整周數所相應的測距整尺數就無法知道，為此，相位式測距儀的主振和本振二個部件中還包含一組粗測尺的振蕩頻率，即主振頻率和本振頻率。如前所述，若用粗測尺頻率進行同樣的測量，把精測尺與一組粗測尺的結果組合起來，就能得到整個待測距離的數值了。這就是相位式光電測距儀的工作原理。