阅读说明：本技术 具有延迟补偿的分子时钟 (Molecular clock with delay compensation ) 是由 B·巴赫尔 A·德利斯 A·弗吕林 J·A·赫布佐默 于 2020-02-07 设计创作，主要内容包括：本申请案的实施例涉及一种具有延迟补偿的分子时钟。时钟生成器(100)包含气密密封腔(102)及时钟生成电路(106)。所述气密密封腔(102)中的偶极分子(104)具有固定频率下的量子旋转状态转换。所述时钟生成电路(106)基于所述偶极分子(104)的所述固定频率来生成输出时钟信号。所述时钟生成电路(106)包含检测电路(119)、参考振荡器(108)及控制电路(124)。所述检测电路(119)响应于输入到所述气密密封腔(102)的第一扫描信号及第二扫描信号而在所述气密密封腔(102)的输出处生成表示信号的振幅的第一检测信号和第二检测信号。所述控制电路(124)基于所述第一检测信号与所述第二检测信号中的所述偶极分子(104)的所述固定频率的识别时间的差来设置所述参考振荡器(108)的频率。(Embodiments of the present application relate to a molecular clock with delay compensation. The clock generator (100) includes a hermetically sealed cavity (102) and a clock generation circuit (106). The dipole molecules (104) in the hermetically sealed cavity (102) have quantum rotational state transitions at a fixed frequency. The clock generation circuit (106) generates an output clock signal based on the fixed frequency of the dipole molecules (104). The clock generation circuit (106) includes a detection circuit (119), a reference oscillator (108), and a control circuit (124). The detection circuit (119) generates first and second detection signals at an output of the hermetically sealed chamber (102) indicative of an amplitude of the signals in response to the first and second scan signals input to the hermetically sealed chamber (102). The control circuit (124) sets a frequency of the reference oscillator (108) based on a difference in identification times of the fixed frequencies of the dipole molecules (104) in the first detection signal and the second detection signal.)

具有延迟补偿的分子时钟

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2019年2月8日申请的标题为“具有FMCW啁啾延迟补偿的分子时钟”的第62/803,271号美国临时专利申请案的优先权，所述专利申请案的全部内容特此以引用方式并入本文中。

技术领域

本申请案的实施例涉及时控，且更特定来说涉及具有延迟补偿的分子时钟。

背景技术

原子时钟是一种长时间提供高度稳定频率的振荡器，因为其共振频率是由原子的能量转换确定。相比之下，晶体振荡器的频率是由晶体的长度确定且因此比原子时钟更易受温度变动影响。

原子时钟用于需要极准确及稳定频率的各种系统中，例如在双基地雷达、GPS(全球定位系统)及其它导航及定位系统中以及在各种通信系统(例如，蜂窝电话系统)中。

在一种类型的原子时钟中，电池含有活性介质，例如铯(或铷)蒸气。光学泵浦装置(例如激光二极管)使特定波长的光束透射穿过蒸气，所述蒸气被激发到更高状态。由光电检测器感测将蒸气的原子泵浦到更高状态时光吸收，所述光电检测器提供与入射在所述检测器上的光束成比例的输出信号。

通过检查光电检测器的输出，控制系统提供各种控制信号以确保精确地控制传播光的波长。

发明内容

本文中揭示分子时钟生成器，其包含对检测从气密密封腔输出的信号的电路中的延迟的补偿。在一个实例中，时钟生成器包含气密密封腔及时钟生成电路。偶极分子经安置在所述气密密封腔中，且具有固定频率下的量子旋转状态转换。所述时钟生成电路经配置以基于所述偶极分子的所述固定频率来生成输出时钟信号。所述时钟生成电路包含检测电路、参考振荡器及控制电路。所述检测电路经耦合到所述气密密封腔，且经配置以响应于输入到所述气密密封腔的第一扫描信号而在所述气密密封腔的输出处生成表示信号的振幅的第一检测信号，且响应于输入到所述气密密封腔的第二扫描信号而在所述气密密封腔的所述输出处生成表示所述信号的所述振幅的第二检测信号。所述参考振荡器经配置以基于所述偶极分子的所述固定频率来生成振荡器信号。所述控制电路经耦合到所述检测电路及所述参考振荡器。所述控制电路经配置以基于所述第一检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间与所述第二检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间的差来设置所述参考振荡器的频率。

在另一实例中，一种用于时钟生成的方法包含将第一扫描信号及第二扫描信号发射到气密密封腔中。所述气密密封腔含有偶极分子，所述偶极分子具有固定频率下的量子旋转状态转换。检测响应于所述第一扫描信号而产生的所述气密密封腔的第一输出，且生成表示所述气密密封腔的所述第一输出的振幅的第一检测信号。检测响应于所述第二扫描信号而产生的所述气密密封腔的第二输出，且生成表示所述气密密封腔的所述第二输出的振幅的第二检测信号。基于所述第一检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间与所述第二检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间的差来设置参考振荡器的频率。

在进一步实例中，一种时钟生成器包含气密密封腔及时钟生成电路。偶极分子经安置在所述气密密封腔中，且具有固定频率下的量子旋转状态转换。所述时钟生成电路经配置以基于所述偶极分子的所述固定频率来生成输出时钟信号。所述时钟生成电路包含参考振荡器、锁相环(PLL)、检测电路及控制电路。所述参考振荡器经配置以基于所述偶极分子的所述固定频率来生成振荡器信号。所述PLL经耦合到所述参考振荡器及所述气密密封腔，且经配置以生成第一扫描信号及第二扫描信号。所述检测电路经耦合到所述气密密封腔。所述检测电路经配置以响应于所述第一扫描信号经输入到所述气密密封腔中而在所述气密密封腔的输出处生成表示信号的振幅的第一检测信号，且响应于所述第二扫描信号经输入到所述气密密封腔中而在所述气密密封腔的所述输出处生成表示所述信号的所述振幅的第二检测信号。所述控制电路经耦合到所述检测电路、所述PLL及所述参考振荡器。所述控制电路经配置以基于所述第一检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间与所述第二检测信号中的所述偶极分子的所述固定频率的识别时间的差来设置所述参考振荡器的频率。

附图说明

为了详细地描述各种实例，现将参考附图，其中：

图1展示根据本说明书的实例分子时钟生成器的框图；

图2展示根据本说明书的分子时钟生成器中的吸收峰的实例；

图3A展示分子时钟生成器的实施方案中生成的实例扫描信号的频率；

图3B展示在扫描信号期间作为腔的功率输出的偶极分子的吸收峰；

图4A展示根据本说明书的在分子时钟生成器中生成的第一扫描信号及第二扫描信号的频率；

图4B展示在扫描信号期间作为腔的功率输出的偶极分子的吸收峰；

图5展示根据本说明书的用于分子时钟生成器的实例控制器的框图；

图6展示根据说明书的实例分子时钟生成器的框图；及

图7展示根据本说明书的用于在分子时钟生成器中生成时钟信号的实例方法的流程图。

具体实施方式

在本说明书中，术语“耦合(couple或couples)”意指间接或直接连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么所述连接可通过直接连接或通过经由其它装置及连接的间接连接。并且，在本说明书中，表述“基于”意指“至少部分地基于”。

在毫米波芯片级分子时钟中，偶极分子用于设置时钟信号的频率。偶极分子具有可通过电磁波吸收测量的量子旋转状态。监测在固定及已知频率下发生的电磁波吸收的峰值且施加所述峰值以控制时钟信号的频率。在一些实施方案中，使用频移键控(FSK)以通过平衡吸收峰的任一侧上的两个FSK频调的振幅来识别吸收峰。在其它实施方案中，使用模拟正弦频率调制(FM)来连续地扫描吸收峰。在其它实施方案中，使用调频连续波(FMCW)激发而非FSK或FM来识别吸收峰。

在使用FMCW的分子时钟中，检测含有偶极分子的腔的信号输出的接收器电路的延迟可被解释为参考振荡器的漂移。因此，可调整参考振荡器的频率以校正不存在的误差，这将误差引入到参考时钟频率中。接收器电路的延迟可基于温度、应力、老化及其它环境因素而变动。因此，接收器电路的延迟可显著地影响由参考振荡器生成的时钟信号的稳定性。

本文中所揭示的分子时钟生成器补偿接收器电路的延迟以减少由延迟引起的频率误差。分子时钟生成器使用具有上坡斜率及下坡斜率的FMCW啁啾(扫描)。参考频率漂移以不同方式影响上坡斜率及下坡斜率。如果参考频率增加，那么对于向上扫描偶极分子的分子吸收峰似乎在较早时间出现，而对于向下扫描分子吸收峰似乎在较晚时间出现。接收器电路的延迟以相同方式影响两个扫描。即，接收器电路的延迟对于向上扫描及向下扫描两者会在时间上延迟分子吸收峰。本文中所描述的分子时钟生成器确定向上扫描与向下扫描中的分子吸收峰的时序之间的差以获得不受接收器电路的延迟影响的参考频率漂移的测量。分子时钟生成器施加参考频率漂移的测量以调整参考频率。

图1展示根据本说明书的实例分子时钟生成器100的框图。分子时钟生成器100包含含有偶极分子104的腔102，且包含询问偶极分子104的时钟生成电路106。腔102是气密密封的。在一些实施方案中，偶极分子104可为水分子、羰基硫分子、氰化氢分子等。腔102操作为波导以将电磁信号从腔输入端口引导到腔输出端口。可经由微机电系统(MEMS)制造工艺在硅衬底、陶瓷衬底或其它合适衬底中构建腔102。

时钟生成电路106包含将电磁信号驱动到腔102中、从腔102接收电磁信号且生成锁定到安置在腔102中的偶极分子104的吸收峰的振荡器信号的电路。更具体来说，时钟生成电路106包含参考振荡器108、锁相环(PLL)110、功率放大器112、检测电路119及控制器124。检测电路119经耦合到腔102及控制器124。检测电路119包含低噪声放大器(LNA)116、混频器114、低通滤波器115、模/数转换器(ADC)117、乘法器118、乘法器120及乘法器122。时钟生成电路106的一些实施方案包含振幅检测器电路或峰检测器电路而非混频器114。

参考振荡器108是可经由控制信号126调整的振荡器。例如，参考振荡器108可为具有可通过改变控制信号126而在窄范围内变动的输出频率的晶体振荡器。在各种实施方案中，参考振荡器108是压控晶体振荡器(VCXO)、压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)或压控振荡器(VCO)。参考振荡器108的输出144经提供给PLL 110。参考振荡器108的输出144也可经提供给驱动器电路(未展示)以供应给分子时钟生成器100外部的电路。

PLL 110经耦合到参考振荡器108，且包含用于将输出144的频率倍增到包含偶极分子104的选定吸收峰的频率的范围的电路。PLL 110可包含相位检测器、滤波器、计数器及用于PLL频率倍增的其它电路。PLL 110的输出频率还可通过斜坡控制信号128而变动。例如，PLL 110的输出频率可以输出144的频率的固定倍数为中心且通过改变斜坡控制信号128而在包含低于及高于中心频率的频率的范围内变动。例如，斜坡控制信号128可改变PLL110中的分频器值或调制PLL 110中的VCO控制电压。以这种方式，PLL 110可生成关于偶极分子104的吸收峰的频率扫描。PLL 110的扫描信号150经提供给功率放大器112。

功率放大器112经耦合到PLL 110及腔102，且包含用于放大PLL 110的扫描信号150及驱动腔102的电路。功率放大器112可包含用于将电压增益及/或电流增益施加到PLL110的扫描信号150的电路。功率放大器112的输出功率可经由控制信号146而变动。106的一些实施方案可省略功率放大器112。举例来说，如果PLL 110的输出功率足以驱动腔102，那么可省略PLL 110。

腔102包含输入端口及输出端口。由功率放大器112生成的电磁信号从输入端口传播通过腔102到输出端口。偶极分子104在量子旋转状态转换的频率下具有吸收峰，所述量子旋转状态转换减少输出端口处的电磁信号在吸收峰下的振幅。LNA 116经耦合到腔102的输出端口。LNA 116放大从腔102接收的信号，且将经放大LNA输出信号提供给混频器114。106的一些实施方案可省略LNA 116。例如，如果腔102的输出功率足以驱动混频器114，那么可省略LNA 116。

混频器114将从腔102输出的信号与PLL 110的扫描信号150相乘。低通滤波器115对混频器114的输出进行滤波以生成表示在由PLL 110生成的频率下从腔102接收的信号(腔102的输出端口处的信号)的振幅的检测信号。

在包含振幅检测器电路而非混频器114的时钟生成电路106的实施方案中，振幅检测器电路接收经放大LNA输出信号且生成包络信号而无需使用PLL 110的扫描信号150。

图2展示分子时钟生成器100中的吸收峰202及由检测电路119生成的功率信号的实例。由PLL 110扫描的频率范围的实例被绘示为频率范围204。在这个实例中为水的偶极分子104的吸收峰是在183.31吉赫兹(GHz)下。

低通滤波器115的输出由ADC 117数字化，且ADC 117的输出经提供给乘法器118、乘法器120及乘法器122。乘法器118将ADC输出信号142乘以混频器信号132。ADC输出信号142与混频器信号132的乘积的平均值是ADC输出信号142的一阶导数130。乘法器120将ADC输出信号142乘以混频器信号136。ADC输出信号142与混频器信号136的乘积的平均值是ADC输出信号142的二阶导数134。乘法器122将ADC输出信号142乘以混频器信号140。ADC输出信号142与混频器信号140的乘积的平均值是ADC输出信号142的三阶导数138。

乘法器118、乘法器120及乘法器122经耦合到控制器124。在分子时钟生成器100的一些实施方案中，乘法器118、乘法器120及乘法器122包含在控制器124中。控制器124分别将混频器信号132、混频器信号136及混频器信号140提供给乘法器118、乘法器120及乘法器122。控制器124接收由乘法器118生成的一阶导数130、由乘法器120生成的二阶导数134及由乘法器122生成的三阶导数138。控制器124施加一阶导数130、二阶导数134及第三导数138以控制参考振荡器108、PLL 110及功率放大器112。

图3A展示由PLL 110生成的实例扫描信号302的频率。扫描信号302是扫描信号150的实例。在这个实例中，扫描信号302的频率线性地从低于偶极分子104的吸收峰(f_dip)的频率增加到高于f_dip的频率。扫描信号302的瞬时频率可被表达为：

f(t)＝f₀×(M+Rt)

其中：

f₀是参考振荡器108的频率；且

M及R是稳定的数字生成值。

图3B展示在扫描信号302期间作为腔102的功率输出的偶极分子104的吸收峰(f_dip)，其中f_dip的时序被展示为t_dip。

在分子时钟生成器100中，控制器124基于检测到f_dip的时间(t_dip)的测量来对参考振荡器108的频率进行调整。t_dip可被表达为：

其中t_gRX是检测电路119的群组延迟，其随温度、电力供应电压、老化及各种其它因素而变动。

t_dip的变化可被表达为：

就ADC 117的取样来说，其中时间是以取样增量来测量：

且

虽然通常使用整数样本数，但是在前述方程式中，样本数用作时间测量单位。因此，可使用0.1样本、1x10^-9样本的单位等。例如，Δn_dip＝1×10^-9是样本单位变化的有效测量。

因此，在分子时钟生成器100的一些实施方案中，控制器124可由于f₀的变化或检测电路119的延迟(t_gRX)的变化而调整参考振荡器108的频率(f₀)。基于检测电路119的延迟的变化来调整控制器124的频率是不合意的，因为延迟与参考振荡器108的频率无关。

在分子时钟生成器100的一些实施方案中，控制器124以补偿检测电路119的延迟的方式测量吸收峰的时序。在此类实施方案中，控制器124生成致使扫描信号150从较低频率扫过f_dip到较高频率(即，上坡频率)的斜坡控制信号128的第一实例，且生成致使扫描信号150从较高频率扫过f_dip到较低频率(即，下坡频率)的斜坡控制信号128的第二实例。控制器124测量从每次扫描的起始到吸收峰的时间，计算经测量吸收峰时间的差以消除检测电路119的延迟，且基于差值来设置参考振荡器108。

图4A展示由PLL 110生成的实例扫描信号402及实例扫描信号404的频率。扫描信号402及扫描信号404是扫描信号150的实例。在这个实例中，扫描信号402的频率线性地从低于偶极分子104的吸收峰(f_dip)的频率增加到高于f_dip的频率(即，正线性频率斜坡)，且扫描信号404的频率线性地从高于f_dip的频率减少到低于f_dip的频率(即，负线性频率斜坡)。控制器124可连续地生成扫描信号404及扫描信号402，使得一个扫描信号紧接在另一扫描信号之前。

扫描信号402的瞬时频率可被表达为：

f_up(t)＝f₀×(M+Rt)

扫描信号404的瞬时频率可被表达为：

f_down(t)＝f₀×(M-Rt)

图4B展示在扫描信号150期间作为腔102的功率输出的偶极分子104的吸收峰(f_dip)，其中f_dip的时序被展示为t_dip。

在上坡中，吸收峰的时序(t_dip__up)被表达为：

在下坡中，吸收峰的时序(t_{dip_down})被表达为：

t_{dip_up}及t_{dip_down}的差将t_gRX消除为：

就ADC 117的取样来说：

图5展示根据本说明书的控制器124的实例的框图。控制器124包含参考振荡器控制电路502、功率控制电路504、斜坡生成器电路506及混频信号生成电路508。参考振荡器控制电路502、功率控制电路504、斜坡生成器电路506及混频信号生成电路508包含用于生成控制信号(包含控制信号126、斜坡控制信号128及控制信号146)的电路。斜坡生成器电路506包含生成斜坡控制信号128的电路，斜坡控制信号128调制由PLL110生成的扫描信号150。斜坡控制信号128可定义线性上坡或下坡以用于消除检测电路119的延迟，如本文中所描述。斜坡生成器电路506可包含存储斜坡波形的数字化值的存储器及从存储器读取所述值以生成斜坡控制信号128的电路。

混频信号生成电路508生成混频器信号132、混频器信号136及混频器信号140。混频信号生成电路508可基于斜坡控制信号128来生成混频器信号132、混频器信号136及混频器信号140。例如，混频信号生成电路508可基于经施加以生成斜坡控制信号128的寻址或时控来生成混频器信号132、混频器信号136及混频器信号140的转换。

参考振荡器控制电路502及功率控制电路504施加一阶导数信号130、二阶导数信号134及/或三阶导数信号138以生成用于控制参考振荡器108的控制信号126且生成用于控制功率放大器112的控制信号146。例如，参考振荡器控制电路502包含用于基于混频器114的输出的一阶导数信号130、二阶导数信号134及/或三阶导数信号138来识别偶极分子104的吸收峰(f_dip)(且测量其出现时间)的电路。在已测量吸收峰在腔102的两次连续扫描(例如，上坡及下坡)中的出现时间的情况下，参考振荡器控制电路502计算两个时间的差以消除检测电路119的延迟，且基于所述差来生成控制信号126。例如，可调整控制信号126以将两个吸收峰的差移动到对应于处于吸收峰的频率的预定分率的参考振荡器108的频率的预定时间。

功率控制电路504包含用来基于ADC输出信号142的二阶导数来生成用于控制功率放大器112的输出功率的控制信号146的电路。功率控制电路504的实施方案施加二阶导数的振幅的峰值以通过控制功率放大器112的输出功率来使腔102中的电磁场的功率稳定。

分子时钟生成器100的一些实施方案可组合模拟电路及数字电路以提供本文中所描述的功能。例如，斜坡生成可为数字的，且参考振荡器控制或功率放大器控制可为模拟的。

图6展示根据本说明书的实例分子时钟生成器600的框图。分子时钟生成器600与分子时钟生成器100类似，但是包含模拟乘法器而非数字乘法器。分子时钟生成器600包含含有偶极分子104的腔102，且包含询问偶极分子104的时钟生成电路606。

时钟生成电路606包含将电磁信号驱动到腔102中、从腔102接收电磁信号且生成锁定到安置在腔102中的偶极分子104的吸收峰的振荡器信号的电路。更具体来说，时钟生成电路606包含参考振荡器608、锁相环(PLL)610、功率放大器612、检测电路619及控制器624。检测电路619经耦合到腔102及控制器124。检测电路619包含LNA 116、振幅检测器电路614、乘法器618、乘法器620及乘法器622。时钟生成电路606的一些实施方案包含混频器而非振幅检测器电路614。

参考振荡器608是可经由控制信号626调整的振荡器。在时钟生成电路606的一些实施方案中，控制信号626可为模拟信号。参考振荡器108可为具有通过改变控制信号626可在窄范围内变动的输出频率的晶体振荡器。在各种实施方案中，参考振荡器608是压控晶体振荡器(VCXO)、压控温度补偿晶体振荡器(VCTCXO)或压控振荡器(VCO)。参考振荡器608的输出144经提供给PLL 610。参考振荡器608的输出144也可经提供给驱动器电路(未展示)以供应给分子时钟生成器600外部的电路。

PLL 610经耦合到参考振荡器608，且包含用于将输出144的频率倍增到包含偶极分子104的选定吸收峰的频率的范围的电路。PLL 610可包含相位检测器、滤波器、计数器及用于PLL倍增的其它电路。PLL 610的输出频率也可通过斜坡控制信号628而变动。例如，PLL610的输出频率可以输出144的频率的固定倍数为中心且通过改变斜坡控制信号628而在包含低于及高于中心频率的频率的范围内变动。在各种实施方案中，斜坡控制信号628可改变PLL 610中的分频器值或调制PLL 610中的VCO控制电压。以这种方式，PLL 610可生成关于偶极分子104的吸收峰的频率扫描。PLL 610的扫描信号150经提供给功率放大器612。

功率放大器612经耦合到PLL 610及腔102，且包含用于放大PLL 610的扫描信号150及驱动腔102的电路。功率放大器612可包含用于将电压增益及/或电流增益施加到PLL610的扫描信号150的电路。功率放大器612的输出功率可经由控制信号646而变动。606的一些实施方案可省略功率放大器612。举例来说，如果PLL 610的输出功率足以驱动腔102，那么可省略PLL 610。

腔102包含输入端口及输出端口。由功率放大器612生成的电磁信号从输入端口传播通过腔102到输出端口。偶极分子104在量子旋转状态转换的频率下具有吸收峰，所述量子旋转状态转换减少输出端口处的电磁信号在吸收峰下的振幅。LNA 116经耦合到腔102的输出端口。LNA 116放大从腔102接收的信号，且将经放大LNA输出信号提供给振幅检测器电路614。606的一些实施方案可省略LNA 116。例如，如果腔102的输出功率足以驱动振幅检测器电路614，那么可省略LNA 116。

振幅检测器电路614接收经放大LNA输出信号且生成对应于腔102的输出的振幅的包络信号。检测电路619的一些实施方案可包含混频器114而非振幅检测器电路614。

振幅检测器电路614的输出经提供给乘法器618、乘法器620及乘法器622。乘法器618、乘法器620及乘法器622是模拟乘法电路。乘法器618将振幅检测器输出信号642乘以混频器信号632。振幅检测器输出信号642与混频器信号632的乘积的平均值是振幅检测器输出信号642的一阶导数630。乘法器620将振幅检测器输出信号642乘以混频器信号636。振幅检测器输出信号642与混频器信号636的乘积的平均值是振幅检测器输出信号642的二阶导数634。乘法器622将振幅检测器输出信号642乘以混频器信号640。振幅检测器输出信号642与混频器信号640的乘积的平均值是振幅检测器输出信号642的三阶导数638。

乘法器618、乘法器620及乘法器622经耦合到控制器624。在分子时钟生成器600的一些实施方案中，乘法器618、乘法器620及乘法器622包含在控制器624中。控制器624分别将混频器信号632、混频器信号636及混频器信号640提供给乘法器618、乘法器620及乘法器622。控制器624接收由乘法器618生成的一阶导数630、由乘法器620生成的二阶导数634及由乘法器622生成的三阶导数638。控制器624施加一阶导数630、二阶导数634及第三导数638以控制参考振荡器608、PLL 610及功率放大器612。

如同控制器124，控制器624以补偿检测电路619的延迟的方式测量吸收峰的时序。控制器624生成致使扫描信号150从较低频率扫过f_dip到较高频率(即，上坡频率)的斜坡控制信号628的第一实例，且生成致使扫描信号150从较高频率扫过f_dip到较低频率(即，下坡频率)的斜坡控制信号628的第二实例。控制器624测量从每次扫描的起始到吸收峰的时间，计算经测量吸收峰时间的差以消除检测电路619的延迟，且基于差值来设置参考振荡器608。

图7展示根据本说明书的用于在分子时钟生成器中生成时钟信号的实例方法700的流程图。尽管为了方便起见按顺序描绘，但是至少一些所展示动作可以不同顺序执行及/或并行执行。另外，一些实施方案可执行仅一些所展示动作。方法700的操作可由分子时钟生成器100的实施方案来执行。

在框702中，控制器124生成第一斜坡(例如，上坡)以调制由PLL 110生成的扫描信号150的频率。将所述斜坡作为斜坡控制信号128提供给PLL 110。

在框704中，斜坡控制信号128致使PLL 110在偶极分子104的吸收峰左右的范围内扫描驱动到腔102中的信号的频率。例如，PLL 110可在如由图4A的扫描信号402所绘示的范围内扫描扫描信号150的频率。

在框706中，通过功率放大器112将由PLL 110生成的扫描信号150发射到腔102中。

在框708中，检测电路119在腔102的输出端口处检测电磁信号。经检测信号对应于发射到所述腔中的在偶极分子104的吸收峰处具有振幅衰减的信号。

在框710中，检测电路119生成对应于腔102的输出端口处检测到的信号的功率的输出信号。

在框712中，将由检测电路119生成的输出信号提供给控制器124。控制器124识别起因于第一斜坡的第一吸收峰及第一吸收峰出现的第一时间。

在框714中，控制器124生成第二斜坡(例如，下坡)以调制由PLL 110生成的扫描信号150的频率。将所述斜坡作为斜坡控制信号128提供给PLL 110。

在框716中，斜坡控制信号128致使PLL 110在偶极分子104的吸收峰左右的范围内扫描驱动到腔102中的信号的频率。例如，PLL 110可在如由图4A的扫描信号404所绘示的范围内扫描扫描信号150的频率。

在框718中，通过功率放大器112将由PLL 110生成的扫描信号发射到腔102中。

在框720中，检测电路119在腔102的输出端口处检测电磁信号。经检测信号对应于发射到所述腔中的在偶极分子104的吸收峰处具有振幅衰减的信号。

在框722中，检测电路119生成对应于腔102的输出端口处检测到的信号的功率的输出信号。

在框724中，将由检测电路119生成的输出信号提供给控制器124。控制器124识别起因于第二斜坡的第二吸收峰及第二吸收峰出现的第二时间。

在框726中，控制器124计算框712中测量的第一时间与框724中测量的第二时间的差。取第一时间与第二时间的差会消除检测电路119中的延迟的影响，且维持参考振荡器108的频率漂移。控制器124基于第一时间与第二时间的差来设置参考振荡器108的频率。

在权利要求书的范围内，在所描述实施例中可进行修改，且其它实施例也是可能的。