本文设计了小型化相干布居囚禁(CPT)原子钟的电路系统。该设计在小体积，低功耗的条件下，实现了高稳定度，低噪声的电路系统。伺服电路部分体积小于20cm3，微波源体积小于10cm3，整个系统功耗为500mW。在外界环境良好的情况下，原子钟系统秒稳可以达到3×10-10，百秒稳接近3×10-11。　　 此外，本文对CPT的瞬态弛豫现象进行了深入的分析，分别使用理论计算，数值仿真以及实验的手段，证明了弛豫振荡频率与微波频率失谐量相等。并基于该现象，提出了新型CPT原子钟方案。该原子钟方案进一步简化了CPT原子钟的电路系统结构，有利于数字化，集成化，能够使CPT原子钟进一步减小体积和功耗，因此，具有很好的应用前景。　　 本文主要在以下方面进行了创新：　　 1.采用了数字模拟混合控制的设计方案，实现了原子钟开机后，自动扫描吸收峰，自重寻峰，自动锁定等功能，在关机时，也加入了单片机控制的激光管保护程序。保证了原子钟操作的简便性和安全性，有利于它的普及应用。　　 2.改变了传统原子钟系统将微波源锁定在高稳晶振，再通过原子谱线锁定由微波源和高稳晶振构成的VCO系统的方案，而是利用同轴介质谐振器设计了稳定度较高的压控振荡器，并直接将其锁定在CPT谱线上。该方案的功耗远远小于传统的微波源锁定方案，有利于减少原子钟的功耗。　　 3.本论文观察了CPT瞬态弛豫现象，并进行了深入的研究，基于此提出了新型CPT原子钟方案。该方案更加有利于减少CPT原子钟的体积和功耗，因而具有很好的应用前景。　　 本文实现了小型化CPT原子钟的电路系统，并提出了新的CPT原子钟方案。这为小型化CPT原子钟的进一步优化提供了经验。其小型化和低功耗对加快原子钟进入人们日常生活，扩大原子钟的应用范围提供了有利的帮助。