氢原子钟是一种高精度的时间和频率标准，它的各项性能都是十分优秀的，在基础理论研究、导航、雷达、大地测量、天文观测和通信等领域都具有重要的作用。随着空间科学技术的发展，小型、易搬运、高性能氢原子钟的研制势在必行。本文研究的主要内容是对现有的被动型小氢钟的伺服电路部分进行改进，在减小整个伺服电路体积的同时提高原系统的技术指标并且实现智能化控制。本文首先分析了伺服系统工作的基本原理以及伺服系统对频率稳定度造成的影响，并对PID控制器原理进行了阐述。在此基础之上，对所需元件的性能进行了计算和筛选。在第三章和第四章中详细介绍了硬件和软件的设计过程。在对电路进行反复的测试及长时间检验后，在第五章给出了系统的最终测试结果和分析，测试结果表明设计达到了预期的目的，有些参数还超过了预期指标。文章的最后给出了伺服系统未来设计改进的一些想法。