CN108445946A - 量子密钥分配系统中apd的温度自适应控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路及方法，包括温度采样电路、高压控制电路和电源，所述温度采样电路和高压控制电路均与电源连接，所述温度采样电路和高压控制电路连接，所述温度采样电路用于采样环境温度并发送信号到高压控制电路，所述高压控制电路用于产生APD偏压；本发明有效的实现温度自适应控制，能在系统工作环境温度发生变化时，自动调整雪崩光电二极管APD所需的偏压V_APD，使得雪崩光电二极管APD的灵敏度保持稳定，工作在合理的工作区间内。

Description

量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路及方法

技术领域

本发明涉及量子密钥分配系统中同步光探测技术领域，具体涉及一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路及方法。

背景技术

同步光探测技术在诸多领域已经有着广泛的应用。在量子信息技术特别是量子密钥分配系统中，同步光探测也起着至关重要的作用。在同步光探测正常的基础上，才能进行密钥生成及分配。

量子密钥分配系统在工作时需要在发射端发出固定脉冲数的同步光，在接收端进行同步光探测，探测的结果必须与发出的脉冲数一致，才能进行后续的对基、纠错、保密放大，产生密钥。

量子密钥分配系统中采用内置跨阻放大器TIA的雪崩二极管(简称“APD”)实现同步光探测。

APD刚能发生自持雪崩增益时加在APD两端的电压，称为APD的雪崩电压。雪崩电压与APD的工作温度有关，当温度降低时，雪崩电压随之降低。

量子密钥分配系统中，若使用固定的APD偏压，当工作温度降低时，加载的偏压V_APD偏高，APD的灵敏度会偏高，容易造成误触发，导致同步光计数偏多，误码率偏高，系统工作异常；当工作温度升高时，加载的偏压V_APD偏低，APD的灵敏度会降低，导致同步光计数偏少，系统工作异常。

因此需要提供随温度变化的偏压V_APD，才能保证系统正常工作。因此目前急需一种温度自适应偏压控制电路，在温度变化时，可提供合适的偏压V_APD，保证系统正常工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路及方法，本量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路及方法有效的实现温度自适应控制，能在系统工作环境温度发生变化时，自动调整雪崩光电二极管APD所需的偏压V_APD，使得雪崩光电二极管APD的灵敏度保持稳定，工作在合理的工作区间内。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，包括温度采样电路、高压控制电路和电源，所述温度采样电路和高压控制电路均与电源连接，所述温度采样电路和高压控制电路连接，所述高压控制电路用于产生APD偏压。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度采样电路包括热敏电阻R1、电阻R2、电阻R3和集成运算放大器U1，所述热敏电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和集成运算放大器U1的引脚3连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚4与电阻R3的一端连接，所述集成运算放大器U1的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U1的引脚1和电阻R3的另一端连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述高压控制电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、集成运算放大器U2和三极管Q1，所述电阻R8的一端与集成运算放大器U2的引脚4连接，所述集成运算放大器U2的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U2的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U2的引脚3分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端连接地线，所述电阻R6的另一端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端和三极管Q1的集电极连接，所述电阻R4的另一端连接电源，所述三极管Q1的基极与集成运算放大器U2的引脚1连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电阻R7的另一端用于输出APD偏压。

作为本发明进一步改进的技术方案，还包括单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路，所述温度采样电路与所述ADC模数转换电路连接，所述ADC模数转换电路与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路与DAC数模转换电路连接，所述DAC数模转换电路与所述高压控制电路连接，所述单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路均与电源连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述ADC模数转换电路采用ADC模数转换芯片MAX1087，所述DAC数模转换电路采用DAC数模转换芯片AD5624。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：

一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：温度采样电路通过热敏电阻R1产生与环境温度T相关的电压值V_temp，单片机控制电路控制ADC模数转换电路对电压值V_temp进行采样，ADC模数转换电路产生与电压值V_temp相对应的数字量A；

步骤2：获取ADC模数转换电路产生的数字量A与单片机控制电路需要向DAC数模转换电路输入的数字量D的关系式；

步骤3：单片机控制电路接收ADC模数转换电路产生的数字量A并根据步骤2的关系式计算出数字量D的值；

步骤4：单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量D，DAC数模转换电路产生与数字量D相对应的电压V_b；

步骤5：高压控制电路接收DAC数模转换电路产生的电压V_b，并产生APD偏压V_APD从而为APD提供温度自适应的偏压V_APD。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述的步骤2包括以下步骤:

(1)获取雪崩光电二极管APD的偏压V_APD与环境温度T的关系式：

V_APD＝k₁×T+λV_BR (公式1)；

其中k₁为雪崩光电二极管APD的温度系数，T为雪崩光电二极管APD工作的环境温度，λ为雪崩光电二极管APD的偏压系数，V_BR为雪崩光电二极管APD在25℃工作温度下的雪崩电压；

(2)获取温度采样电路产生的电压值V_temp与环境温度T的关系式：

V_temp＝k₃×T+b₂ (公式2)；

通过热敏电阻R1的电阻值与环境温度T的关系式和公式(2)得到热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，测量不同环境温度下的多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp，将多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp代入热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，计算获得k₃和b₂的值；

(3)计算ADC模数转换电路产生的数字量A：

其中V_REF1为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的基准电压，X为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的采样精度；

(4)根据公式(2)和公式(3)得到ADC模数转换电路产生的数字量A与环境温度T的关系式；

(5)计算DAC数模转换电路产生的电压值V_b和高压控制电路产生的APD偏压V_APD的关系式如下：

V_APD＝k₄×V_b (公式4)；

其中V_b为DAC数模转换电路产生的电压值，D为单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量，V_REF2为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的基准电压，Y为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的采样精度；R₆为高压控制电路中的电阻R6的电阻值，R₅为高压控制电路中的电阻R5的电阻值；

(6)根据公式(1)、公式(4)和步骤(4)获得的关系式，得到数字量D与数字量A之间的关系式：

本发明的有益效果为：

本发明利用雪崩二极管APD的雪崩电压与工作环境温度的关系，采用温度采样电路对工作环境温度进行采样，雪崩二极管APD的偏压V_APD可以根据系统工作环境温度的变化，调整到合适的值。本发明可以通过2种电路实现上述功能，纯硬件控制电路：通过温度采样电路和高压控制电路输出雪崩二极管APD所需的偏压V_APD，电路设计简单化、小型化、成本低。软件结合硬件的控制方式：通过温度采样电路、高压控制电路和单片机控制电路输出雪崩二极管APD所需的偏压V_APD，电路设计简单，控制灵活。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1的电路原理示意图。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

图4为本发明实施例2的温度采样电路与ADC模数转换电路连接的电路原理示意图。

图5为本发明实施例2的DAC数模转换电路和高压控制电路连接的电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据图1至图5对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

实施例1：

参见图1，一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，包括温度采样电路、高压控制电路和电源，所述温度采样电路和高压控制电路均与电源连接，所述温度采样电路和高压控制电路连接，所述温度采样电路用于采样环境温度并发送信号到高压控制电路，所述高压控制电路用于产生APD偏压。

参见图2，所述温度采样电路包括热敏电阻R1、电阻R2、电阻R3和集成运算放大器U1，所述热敏电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和集成运算放大器U1的引脚3连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚4与电阻R3的一端连接，所述集成运算放大器U1的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U1的引脚1和电阻R3的另一端均与高压控制电路连接。

参见图2，所述高压控制电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、集成运算放大器U2和三极管Q1，所述集成运算放大器U1的引脚1和电阻R3的另一端均与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与集成运算放大器U2的引脚4连接，所述集成运算放大器U2的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U2的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U2的引脚3分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端连接地线，所述电阻R6的另一端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端和三极管Q1的集电极连接，所述电阻R4的另一端连接电源，所述三极管Q1的基极与集成运算放大器U2的引脚1连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电阻R7的另一端用于输出APD偏压。

温度采样电路采用热敏电阻R1对温度进行采样。当温度变化，温度采样电路产生相应的控制电压信号V_ctrl。该电压信号V_ctrl经高压控制电路放大后，产生所需的APD偏压V_APD。

根据APD器件的手册可知，APD偏压V_APD与环境温度T的关系式如下：

V_APD＝k₁×T+λV_BR (公式1.1)

其中k₁为雪崩光电二极管APD的温度系数，T为雪崩光电二极管APD工作的环境温度，λ为雪崩光电二极管APD的偏压系数，V_BR为雪崩光电二极管APD在25℃工作温度下的雪崩电压；

如图2所示，电路中R1为热敏电阻，芯片U1为集成运放，当环境温度T变化时，热敏电阻R1阻值发生变化，集成运算放大器U1产生相应的电压信号V_ctrl，输出电压V_ctrl与环境温度T的关系满足：

V_ctrl＝k₁₂×T+b₁₁ (公式1.2)

由于随着环境温度的增加，热敏电阻R1的阻值线性增大，热敏电阻R1与环境温度T具有一定的关系，而集成运算放大器U1产生相应的电压信号V_ctrl与热敏电阻R1、电阻R2和电阻R3有关，因此电压信号V_ctrl与环境温度T的关系式即可计算出来，k₁₂和b₁₁为可计算出来的参数。

芯片U2是一款低压精密的集成运放。Q1是一款耐高压的三极管，对集成运放U2输出电流进行调整以实现集成运放U2的负反馈。集成运放U2通过负反馈将集成运放U2的同相输入端的电压调整到与温度采样电路输入到集成运放U2的反相输入端的电压相同。则输出可调偏压V_APD与温度采样电路输入的电压V_ctrl的关系式满足：

其中R5为电阻R5的电阻值，R6为电阻R6的电阻值，根据公式1.2和1.3可推算出，可调偏压V_APD与环境温度T的关系式如下：

对比公式1.1和1.4，可得：

其中k₁、λV_BR为确定值，为了得到k₁和λV_BR，可选取合适的k₁₂、b₁₁、R₅和R₆，即可实现公式1.1所需的关系式。其中k₁₂和b₁₁的值与热敏电阻R1、电阻R2和电阻R3有关，通过选取合适的电阻值的热敏电阻R1、电阻R2和电阻R3得到合适的k₁₂、b₁₁。即实现当环境温度变化时，可调偏压V_APD实时进行相应的调整，从而保证APD工作在合理的区间内。

本实施例提供的温度自适应控制电路，利用雪崩二极管APD的雪崩电压与工作环境温度的关系，采用热敏电阻对工作环境温度进行采样。通过温度自适应电路输出雪崩二极管APD所需的偏压V_APD。即偏压V_APD可以根据量子密钥分配系统的工作环境温度的变化，调整到合适的值，保证量子密钥分配系统正常工作。本实施例只需搭建硬件电路，就能实现温度的实时采样及输出偏压的实时调节，电路设计小型化，成本较低。

实施例2：

参见图3，一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，包括温度采样电路、高压控制电路、电源、单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路，所述温度采样电路与所述ADC模数转换电路连接，所述ADC模数转换电路与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路与DAC数模转换电路连接，所述DAC数模转换电路与所述高压控制电路连接，所述温度采样电路、高压控制电路、单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路均与电源连接。所述温度采样电路用于采样环境温度并发送信号到ADC模数转换电路，所述ADC模数转换电路用于发送信号到单片机控制电路，所述单片机控制电路用于发送信号到DAC数模转换电路，DAC数模转换电路用于发送信号到高压控制电路，所述高压控制电路用于产生APD偏压。

参见图4，所述温度采样电路包括热敏电阻R1、电阻R2、电阻R3和集成运算放大器U1，所述热敏电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和集成运算放大器U1的引脚3连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚4与电阻R3的一端连接，所述集成运算放大器U1的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U1的引脚1和电阻R3的另一端连接，向ADC模数转换电路输出电压信号V_temp。本实施例采用的ADC模数转换电路中的ADC模数转换芯片的分辨率为10bit。温度采样电路的设计原理图如图4所示，其中：R1是热敏电阻。芯片U1是集成运放。当温度T变化时，R1阻值发生变化，U1产生相应的电压信号V_temp，由ADC模数转换电路的ADC芯片进行采样。

参见图5，所述高压控制电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、集成运算放大器U2和三极管Q1，所述电阻R8的一端与集成运算放大器U2的引脚4连接，所述集成运算放大器U2的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U2的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U2的引脚3分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端连接地线，所述电阻R6的另一端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端和三极管Q1的集电极连接，所述电阻R4的另一端连接电源，所述三极管Q1的基极与集成运算放大器U2的引脚1连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电阻R7的另一端用于向APD输出APD偏压。本实施例采用的DAC数模转换电路中的DAC数模转换芯片的分辨率可为12bit，DAC数模转换电路将单片机控制电路输入的数字量D转换为电压V_b，并发送到高压控制电路中的电阻R8的一端，Q1是一款耐高压的三极管，对集成运放U2输出电流进行调整以实现集成运放的负反馈。集成运放U2通过负反馈将集成运放U2的同相输入端的电压调整到与输入到集成运放U2的反相输入端的电压相同，最后通过电阻R7的另一端向APD输出APD偏压。

其中ADC模数转换电路采用ADC模数转换芯片MAX1087，DAC数模转换电路采用DAC数模转换芯片AD5624，单片机控制电路采用STM32103系列单片机，例如单片机STM32103T4。

本实施例还提供一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路的控制方法，参见图3，温度采样电路采用热敏电阻R1对APD器件的温度T进行采样，将温度T转换成电压V_temp。单片机控制电路控制ADC模数转换电路内的模数转换芯片ADC将该电压信号V_temp转换成数字量A。单片机控制电路根据预设的关系式：D＝k₂×A+b₁(通过该关系式，可实现DAC数模转换电路输出的电压V_b与V_temp的对应关系)，换算出所需的数字量D。单片机控制电路将数字量D通过DAC数模转换电路输出相应的电压V_b。V_b经过高压控制电路被放大后产生APD所需的偏压V_APD。

具体步骤包括：

步骤1：温度采样电路采用热敏电阻R1对APD器件的环境温度T进行采样，并将环境温度T进转换为电压，输出与环境温度T相关的电压值V_temp，单片机控制电路控制ADC模数转换电路对电压值V_temp进行采样，ADC模数转换电路产生与电压值V_temp相对应的数字量A；

步骤2：获取ADC模数转换电路产生的数字量A与单片机控制电路需要向DAC数模转换电路输入的数字量D的关系式；

步骤3：单片机控制电路接收ADC模数转换电路产生的数字量A并根据步骤2的关系式计算出数字量D的值；

步骤4：单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量D，DAC数模转换电路产生与数字量D相对应的电压V_b；

步骤5：高压控制电路接收DAC数模转换电路产生的电压V_b，并产生APD偏压V_APD从而为APD提供温度自适应的偏压V_APD。

所述的步骤2包括以下步骤:

(1)获取雪崩光电二极管APD的偏压V_APD与环境温度T的关系式：

V_APD＝k₁×T+λV_BR (公式1)；

其中k₁为雪崩光电二极管APD的温度系数，T为雪崩光电二极管APD工作的环境温度，λ为雪崩光电二极管APD的偏压系数，V_BR为雪崩光电二极管APD在25℃工作温度下的雪崩电压；

(2)获取温度采样电路产生的电压值V_temp与环境温度T的关系式：

V_temp＝k₃×T+b₂ (公式2)；

通过热敏电阻R1的电阻值与环境温度T的关系式和公式(2)得到热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，测量不同环境温度下的多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp，将多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp代入热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，通过曲线拟合获得k₃和b₂的值；

(3)计算ADC模数转换电路产生的数字量A：

其中V_REF1为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的基准电压，X为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的采样精度(位数)；

(4)根据公式2和公式3得到ADC模数转换电路产生的数字量A与环境温度T的关系式；

(5)如图5所示，芯片U2是集成运放。Q1是一款耐高压的三极管，对集成运放U2输出电流进行调整以实现集成运放U2的负反馈。集成运放U2通过负反馈将集成运放U2的同相输入端的电压调整到与集成运放U2的反相输入端的电压相同；DAC数模转换电路产生的电压值V_b和高压控制电路产生的APD偏压V_APD的关系式如下：

V_APD＝k₄×V_b (公式4)；

其中V_b为DAC数模转换电路产生的电压值，D为单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量，V_REF2为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的基准电压，Y为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的采样精度；R₆为高压控制电路中的电阻R6的电阻值，R₅为高压控制电路中的电阻R5的电阻值；

(6)根据公式1、公式4和步骤(4)获得的关系式，得到数字量D与数字量A之间的关系式：

其中k₁、k₃、k₄、b₂、b₃、V_REF1、V_REF2、λV_BR、X、Y已在上述过程中确定。

公式5即单片机控制电路所需的预设关系式。由此，系统运行过程中，只需通过单片机控制电路获取温度相关的采样值A，代入公式5计算并输出所需的数字量D，即可实现温度自适应。即当工作环境的温度变化时，偏压也随之产生相应变化，实现温度自适应。

本发明利用雪崩二极管APD的雪崩电压与工作环境温度的关系，采用温度采样电路对工作环境温度进行采样，雪崩二极管APD的偏压V_APD可以根据系统工作环境温度的变化，调整到合适的值。本发明描述的上述2种实施例均可实现上述功能，纯硬件控制电路：通过温度采样电路和高压控制电路输出雪崩二极管APD所需的偏压V_APD，电路设计简单化、小型化、成本低。软件结合硬件的控制方式：通过温度采样电路、高压控制电路和单片机控制电路输出雪崩二极管APD所需的偏压V_APD，电路设计简单，控制灵活。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，其特征在于：包括温度采样电路、高压控制电路和电源，所述温度采样电路和高压控制电路均与电源连接，所述温度采样电路和高压控制电路连接，所述高压控制电路用于产生APD偏压。

2.根据权利要求1所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，其特征在于：所述温度采样电路包括热敏电阻R1、电阻R2、电阻R3和集成运算放大器U1，所述热敏电阻R1的一端连接电源，所述热敏电阻R1的另一端分别与电阻R2的一端和集成运算放大器U1的引脚3连接，所述电阻R2的另一端连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚4与电阻R3的一端连接，所述集成运算放大器U1的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U1的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U1的引脚1和电阻R3的另一端连接。

3.根据权利要求2所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，其特征在于：所述高压控制电路包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、集成运算放大器U2和三极管Q1，所述电阻R8的一端与集成运算放大器U2的引脚4连接，所述集成运算放大器U2的引脚5连接电源，所述集成运算放大器U2的引脚2连接地线，所述集成运算放大器U2的引脚3分别与电阻R5的一端和电阻R6的一端连接，所述电阻R5的另一端连接地线，所述电阻R6的另一端分别与电阻R4的一端、电阻R7的一端和三极管Q1的集电极连接，所述电阻R4的另一端连接电源，所述三极管Q1的基极与集成运算放大器U2的引脚1连接，所述三极管Q1的发射极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述电阻R7的另一端用于输出APD偏压。

4.根据权利要求1或3所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，其特征在于：还包括单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路，所述温度采样电路与所述ADC模数转换电路连接，所述ADC模数转换电路与单片机控制电路连接，所述单片机控制电路与DAC数模转换电路连接，所述DAC数模转换电路与所述高压控制电路连接，所述单片机控制电路、ADC模数转换电路和DAC数模转换电路均与电源连接。

5.根据权利要求4所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路，其特征在于：所述ADC模数转换电路采用ADC模数转换芯片MAX1087，所述DAC数模转换电路采用DAC数模转换芯片AD5624。

6.一种基于权利要求4所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：温度采样电路通过热敏电阻R1产生与环境温度T相关的电压值V_temp，单片机控制电路控制ADC模数转换电路对电压值V_temp进行采样，ADC模数转换电路产生与电压值V_temp相对应的数字量A；

步骤2：获取ADC模数转换电路产生的数字量A与单片机控制电路需要向DAC数模转换电路输入的数字量D的关系式；

步骤3：单片机控制电路接收ADC模数转换电路产生的数字量A并根据步骤2的关系式计算出数字量D的值；

步骤4：单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量D，DAC数模转换电路产生与数字量D相对应的电压V_b；

步骤5：高压控制电路接收DAC数模转换电路产生的电压V_b，并产生APD偏压V_APD从而为APD提供温度自适应的偏压V_APD。

7.根据权利要求6所述的量子密钥分配系统中APD的温度自适应控制电路的控制方法，其特征在于：所述的步骤2包括以下步骤:

(1)获取雪崩光电二极管APD的偏压V_APD与环境温度T的关系式：

V_APD＝k₁×T+λV_BR (公式1)；

其中k₁为雪崩光电二极管APD的温度系数，T为雪崩光电二极管APD工作的环境温度，λ为雪崩光电二极管APD的偏压系数，V_BR为雪崩光电二极管APD在25℃工作温度下的雪崩电压；

(2)获取温度采样电路产生的电压值V_temp与环境温度T的关系式：

V_temp＝k₃×T+b₂ (公式2)；

通过热敏电阻R1的电阻值与环境温度T的关系式和公式(2)得到热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，测量不同环境温度下的多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp，将多组热敏电阻R1的电阻值与其对应的电压值V_temp代入热敏电阻R1的电阻值与电压值V_temp的关系式，计算获得k₃和b₂的值；

(3)计算ADC模数转换电路产生的数字量A：

其中V_REF1为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的基准电压，X为ADC模数转换电路中采用的ADC模数转换芯片的采样精度；

(4)根据公式(2)和公式(3)得到ADC模数转换电路产生的数字量A与环境温度T的关系式；

(5)计算DAC数模转换电路产生的电压值V_b和高压控制电路产生的APD偏压V_APD的关系式如下：

V_APD＝k₄×V_b (公式4)；

其中V_b为DAC数模转换电路产生的电压值，D为单片机控制电路向DAC数模转换电路输入数字量，V_REF2为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的基准电压，Y为DAC数模转换电路中采用的DAC数模转换芯片的采样精度；R₆为高压控制电路中的电阻R6的电阻值，R₅为高压控制电路中的电阻R5的电阻值；

(6)根据公式(1)、公式(4)和步骤(4)获得的关系式，得到数字量D与数字量A之间的关系式：