[发明专利]一种CPT原子钟伺服控制SoC

权利要求书

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)。

2.根据权利要求1所述的一种CPT原子钟伺服控制SoC，其特征在于：还包括静态随机存储器(2)、串行闪存控制器(3)、时钟/复位管理模块(4)、通用外设子系统(9)、时间数字转换模块(10)、时钟输出模块(11)和直接存储器访问控制器(13)；

所述直接存储器访问控制器与系统总线相连，用于在微处理器的控制下访问静态随机存储器；

所述静态随机存储器与系统总线相连，用于内部高速数据缓存；

所述串行闪存控制器与系统总线相连，用于连接外部存储器；

所述时钟/复位管理模块与系统总线相连，用于设定工作模式，设定各个模块的时钟以及实现时钟门控管理，完成上电复位、按键复位以及看门狗复位；

所述通用外设子系统与外围总线相连，用于实现通信接口控制及与外界计算机的互连；

所述时间数字转换模块与外围总线相连，用于精确测量时差；

所述时钟输出模块与外围总线相连，用于输出不同时钟频率和实现时钟信号移项；

所述微处理器用于控制静态随机存储器、串行闪存器控制器、时钟/复位管理模块、通用外设子系统、时间数字转换模块以及时钟输出模块。

3.根据权利要求1所述的一种CPT原子钟伺服控制SoC，其特征在于：所述光电信号解调功能模块包括模数转换器I(51)、数据选择器I(52)、微波解调通路(53)、激光解调通路(54)和数字振荡器(55)；

所述模数转换器I与前端光电信号放大器相连，用于采集放大后的光电信号；

所述数据选择器I与模数转换器I相连，用于将模数转换器I输出数据分成两路，一路数据直接连接到系统总线上，另一路数据送入后续正交解调电路；

所述微波解调通路与数据选择器I相连，包含I、Q两个支路，每支路由混频器I(531)和低通滤波器I(532)组成，用于解调出所需的微波信号；

所述激光解调通路与数据选择器I相连，包含I、Q两个支路，每支路由混频器II(541)和低通滤波器II(542)组成，用于解调出所需的微波信号；

所述数字振荡器分别与微波解调通路和激光解调通路中的混频器相连，用于提供解调所需要的本振信号。