自激振荡回路作为对铯光泵磁场传感器信号提取的重要组成部分,根据其工作性质,主要可以分为两个部分:一部分是吸收室内的铯原子对入射光的调制,主要产生拉莫尔频率的光学信号;另一部分是被调制后的透射光的弱信号检测,主要是对微弱的光学信号进行放大和移相,其中移相器对于相位的调整直接影响了铯光泵磁力仪对外磁场的测量精度。基于目前国内外对于自激振荡回路研究中存在的对光信号的特征分析不足、移相器的工作频带不够和精度不高等问题,本文详细分析了自激振荡回路中吸收室内调制光学信号的特征,并对弱信号检测进行了设计。重点设计了一款高精度宽频带的自动调节移相器,实现对不同拉莫尔频率的信号进行精确移相90°的目的,主要研究如下:根据铯光泵磁场传感器对外磁场测量的工作原理,结合相关的原子物理学知识,对吸收内的铯原子进行建模,分析其在外磁场和射频磁场的共同作用下对入射光的调制作用,进而推导出透过吸收室的光信号传递函数,结合推导的透过吸收室的光信号函数表达式,对其相位关系进行研究与分析,得到其中的相位变化关系。其次,根据对自激振荡回路中透过吸收室的光信号的特征分析,明确其相位需求关系后,设计合理的弱信号检测电路对透射光进行放大和移相处理,主要包括四个部分的设计,分别是I-V转换模块的设计、多级放大电路模块的设计、移相器电路的设计以及系统电源模块的设计。由于透过吸收室内的光信号已经发生了超前90°的相移,因此需要在弱信号检测中对其进行严格的滞后90°的相移,进而满足自激振荡回路振荡在外磁场对应的拉莫尔频率的零相位需求,这里1°的相位误差将会影响1Hz共振频率的变化,进而影响对外磁场的精确测量,针对这个问题,本文提出了一种宽频带高精度的自动调节移相器的设计方案,满足对铯原子对应的地磁场的拉莫尔频率范围内的信号进行稳定滞后移相90°的目的,并从原理上分析了其精确移相的可行性。最后,通过实际制作弱信号检测电路,对各个部分进行了实验结果测量分析,验证了该设计方案的可行性,其中重点对自动调节移相器的各项参数进行了测量和分析,当对信号进行滞后移相90°时,移相误差小于0.1°,对共振频率的影响小于0.1Hz,根据铯原子的磁旋比,对于外磁场的测量精度影响小于0.03nT,工作频带满足自激振荡回路中移相器的设计需求,同时,对于以后铯光泵磁力仪的自主研制提供了设计方案和技术支持。