选态，谐振，和检测组成了授时系统原子频标的核心部分，通常将其称为原子频标的物理部分，因为它是采用量子物理的机理实现对原子跃迁频率的利用。以物理部分在原子频标中所起作用是原子鉴频器还是原子振荡器的不同，可将原子频标分为被动型原子频标和主动型原子频标。

    在被动型原子频标中物理部分起的是原子鉴频器的作用。它的激励用的是来自压控晶振经倍频和频率综合后得到的微波信号，其频率在所选用的原子跃迁F0附近。该信号曾受低频信号对其进行调制，目的是通过原子鉴频器后能输出误差信号。该误差信号经放大后与原调制用的低频信号进行相检。相检电路输出的误差信号用来控制压控晶体的频率，达到使用输出标频信号的频率受原子跃迁频率控制的目的。

    在主动型原子频标中物理部分起的是原子振荡器的作用，虽然它能维持振荡，但其信号很弱，频率值为微波频段，又带尾数，无法直接使用。因此需将原子振荡器的输出信号送混频器，混频器的另一路信号为压控晶体经倍频后得到的本振信号。混频器输出的中频信号再与压控晶振经过频率综合后与中频信号同频的信号进行相检。相检电路输出的误差信号用来控制压控晶振的频率，达到使输出标频信号的频率受原子跃迁频率控制的目的。