[发明专利]一种CPT原子钟伺服控制SoC

摘要

本发明涉及一种CPT原子钟伺服控制SoC，包括微处理器、光电信号解调功能模块、温度控制环路功能模块、激光和微波环路控制功能模块、C场控制功能模块和总线桥；所述总线桥与系统总线和外围总线相连，用于连接不同速度的总线；光电信号解调功能模块提取出微波和激光的功率变化信息；温度控制环路功能模块控制吸收泡和激光管的温度；激光和微波环路控制功能模块实现激光频率锁定和微波环路的锁定；C场控制功能模块为吸收泡提供稳定的C场；微处理器与系统总线相连，用于控制光电信号解调模块、温度控制环路模块、激光和微波环路控制模块和C场控制模块。本发明具有通用性强、集成度高、外设接口丰富的特点，具有高度灵活可编程性和微弱信号处理能力。

主权项

1.一种CPT原子钟伺服控制SoC，包括微处理器(1)、光电信号解调功能模块(5)、温度控制环路功能模块(6)、激光和微波环路控制功能模块(7)，其特征在于：还包括C场控制功能模块(8)和总线桥(12)；所述总线桥与系统总线和外围总线相连，用于连接不同速度的总线；所述光电信号解调功能模块与外围总线相连，用于对原子钟的物理系统光电信号进行解调，并从中提取出微波和激光的功率变化信息；所述温度控制环路功能模块与外围总线相连，用于分别控制原子钟的物理系统中吸收泡和激光管的温度；所述激光和微波环路控制功能模块与外围总线相连，用于对微波和VCSEL的驱动直流电流作低频调制，然后把一定功率和频率的被调制的微波信号和被调制的直流电流通过Bias‑T合成后输入原子钟的物理系统的VCSEL中，以实现激光频率锁定；在激光频率锁定后，对微波进行调制相敏解调获得负电压反馈信号施加于压控晶振的压控电极，实现微波环路的锁定；所述C场控制功能模块与外围总线相连，通过CPU配置DAC，输出一个稳定可调的电压，再通过V‑I转换电路转换为电流信号驱动螺线管，为吸收泡提供稳定的C场；所述微处理器与系统总线相连，用于控制上述光电信号解调功能模块(5)、温度控制环路功能模块(6)、激光和微波环路控制功能模块(7)、C场控制功能模块(8)。