为了提高激光测速系统的探测灵敏度,设计了马赫-曾德尔环形结构的平衡探测系统。基于光学多普勒效应,阐述了激光测速系统的工作原理,系统地阐述了平衡探测的实现方法,详细推导了平衡探测系统光电流的表达式,并分析得出其相对于相干探测的优势。利用光电流推导了平衡探测系统信噪比的表达式,并分析影响信噪比的主要因素。仿真实验结果表明:在相同输入光信号的条件下,无损耗分束镜的反射率在(0.2908,0.7092)区间内,或两个探测器的光电转换系数的比值在(0.4632,1)之间时平衡探测信噪比高于相干探测的信噪比。将平衡探测应用于多普勒测速,大大增强了测速系统的灵敏度。