CN109164742B - 一种偏振控制器的高压控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏振控制器的高压控制装置及其控制方法，包括电源、电源管理模块、MCU模块、DAC模块、高压放大模块和电控偏振控制器，MCU模块通过DAC模块与高压放大模块连接，高压放大模块与电控偏振控制器连接；电源管理模块包括升压电路和倍压整流电路，高压放大模块包括多个DAC高压放大电路，电源通过升压电路、倍压整流电路与多个DAC高压放大电路连接，DAC模块通过多个DAC高压放大电路与电控偏振控制器的各个通道连接；DAC高压放大电路包括高压三极管和低压运算放大器，倍压整流电路与高压三极管连接。本发明稳定可靠，成本低，上位机通过串口与MCU模块通信，实现电控偏振控制器各个通道的偏振电压的控制。

Description

一种偏振控制器的高压控制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种偏振控制器的高压控制装置及其控制方法。

背景技术

偏振控制器是广泛应用于研究光的偏振特性的重要器件，随着精密性和集成度的提升，高精度小体积的电控偏振控制器的应用愈加普及，同时这种类型偏振控制器一般需要高压来进行驱动，而现有对种偏振控制器的控制装置和方法大多是上位机加底层驱动高压模块，对于高压模块，现有技术中有通过高压运放实现小信号的放大，从而控制电控偏振控制器各个通道的偏振电压，但这方案中的高压运放容易损坏；也有通过高压集成模块进行放大的方案，但这种方案价格昂贵。

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偏振控制器的高压控制装置及其控制方法，本偏振控制器的高压控制装置及其控制方法稳定可靠，成本低，且上位机通过串口与MCU模块通信，实现控制电控偏振控制器各个通道的偏振电压。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种偏振控制器的高压控制装置，包括电源、电源管理模块、MCU模块、DAC模块、高压放大模块和电控偏振控制器，所述电源通过电源管理模块分别与 MCU模块、DAC模块和高压放大模块连接，所述MCU模块通过DAC模块与高压放大模块连接，所述高压放大模块与电控偏振控制器连接；

所述电源管理模块包括升压电路和倍压整流电路，所述高压放大模块包括多个DAC高压放大电路，所述电源与升压电路连接，升压电路与倍压整流电路连接，倍压整流电路分别与多个DAC高压放大电路连接，DAC模块通过多个DAC高压放大电路分别与电控偏振控制器的各个通道连接；

所述DAC高压放大电路包括高压三极管和低压运算放大器，所述倍压整流电路与高压三极管连接，所述DAC模块与低压运算放大器连接，低压运算放大器与高压三极管连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电源为线性直流电源或开关直流电源，输出的直流电压为0~24V。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述升压电路包括芯片U1、电阻R1至电阻R5、电感L1以及电容C1至C3，所述芯片U1的引脚1分别与电阻R1和电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与电容C2的一端连接，所述电容C1和电容C2的另一端均连接地线，所述芯片U1的引脚3、引脚6和引脚7均连接地线，所述芯片U1的引脚4通过电阻R2与芯片U1的引脚5连接，芯片U1的引脚5与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的正极、电感L1的一端以及电源连接，所述电容C3的负极连接地线，所述芯片U1的引脚8分别与电感L1的另一端和倍压整流电路连接，所述芯片U1的引脚2分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端连接地线，电阻R4的另一端与倍压整流电路连接，所述芯片U1采用DC-DC电源升压芯片。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述倍压整流电路包括二极管D1至D5、电阻R6以及电容C4至C10，所述芯片U1的引脚8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和电阻R6依次串联，所述电容C4的一端分别与芯片U1的引脚8和二极管D1的正极连接，另一端分别与二极管D2的负极、二极管D3的正极和电容C5的一端连接，电容C5的另一端分别与二极管D4的负极和二极管D5的正极连接，所述二极管D1的负极分别与电容C6和电容C8的一端连接，电容C8的另一端连接地线，电容C6的另一端分别与二极管D3的负极和电容C7的一端连接，电容C7的另一端分别与二极管D5的负极和电容C9的一端连接，电阻R6分别与电容C10的一端和DAC高压放大电路内的高压三极管连接，电容C9和电容C10的另一端均连接地线，所述二极管D5的负极与升压电路的电阻R4连接。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述DAC高压放大电路包括电阻R7至电阻R12、电容C11至电容C13、低压运算放大器U2、高压三极管Q1和磁珠B1，所述低压运算放大器U2的引脚2分别与电阻R7、电阻R9和电容C11的一端连接，所述电阻R7的另一端与DAC模块连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述低压运算放大器U2的引脚3分别与电阻R8和电阻R12的一端连接，低压运算放大器U2的引脚4连接地线，低压运算放大器U2的引脚8连接电源管理模块输出的5V电源，低压运算放大器U2的引脚1分别与电容C11的另一端和高压三极管Q1的基极连接，高压三极管Q1的集电极通过电阻R11与倍压整流电路连接，高压三极管Q1的发射极通过电阻R10连接地线，高压三极管Q1的集电极分别与电阻R12、电容C12和磁珠B1的一端连接，磁珠B1的另一端分别与电容C13的一端和电控偏振控制器连接，电容C12和电容C13的另一端均连接地线，所述低压运算放大器U2采用轨至轨低压运算放大器。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述电源管理模块包括用于将电源输出的直流电压转化为3.3V的BUCK降压稳压电路、用于将电源输出的直流电压转化为9V的第一降压电路、用于将9V转化为5V基准电压的第二降压电路、用于将电源输出的直流电压转化为5V的第三降压电路，所述BUCK降压稳压电路采用芯片AMS1117-3.3V，所述第一降压电路采用芯片LM7809，所述第二降压电路采用基准电压芯片REF5050，第三降压电路采用芯片AMS1117-5V，BUCK降压稳压电路用于为MCU模块提供3.3V电源，第一降压电路用于为DAC模块提供9V电源，第二降压电路用于为DAC模块提供5V基准电压，第三降压电路用于为DAC高压放大电路的低压运算放大器U2提供5V电源。

作为本发明进一步改进的技术方案，所述DAC模块采用多通道模拟电压输出的DA芯片。

作为本发明进一步改进的技术方案，还包括上位机、光发射器和光子探测器，所述MCU模块通过串口与上位机通信连接，MCU模块用于接收上位机发送的电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量，所述光发射器用于向电控偏振控制器发送光，电控偏振控制器用于调整光的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器与上位机连接，光子探测器用于探测光子并将探测结果反馈到上位机。

为实现上述技术目的，本发明采取的另一个技术方案为：

一种偏振控制器的高压控制装置的控制方法，包括：

上位机按既定的数据包格式通过串口向MCU模块下发数据，MCU模块接收并解析数据，得到电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量，MCU模块输出数字信号至DAC模块，DAC模块将数字信号转换为模拟信号并分别输出0至5V的模拟信号至高压放大模块内的多个DAC高压放大电路；同时，电源依次通过升压电路和倍压整流电路产生高压从而为每个DAC高压放大电路中高压三极管的集电极供电，通过DAC高压放大电路中的低压运算放大器和高压三极管构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号进行线性放大，每个DAC高压放大电路分别输出各自线性放大后的电压至电控偏振控制器的不同通道，从而实现对电控偏振控制器的各个通道的高压控制；

电控偏振控制器调整光的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器将探测结果反馈到上位机，上位机根据光子探测器反馈的探测结果再依次通过MCU模块、DAC模块、高压放大模块实现对电控偏振控制器的闭环控制。

本发明的有益效果为：

（1）本发明将直流电源经升压电路的DC-DC电源升压芯片进行升压，后经倍压整流电路产生高压给高压放大模块的DAC高压放大电路中高压三极管Q1的集电极供电，通过DAC高压放大电路中低压运算放大器U2和高压三极管Q1构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号线性放大28倍，从而实现电控偏振控制器的各个通道的0至140V的高压驱动电控偏振控制器。与现有技术相比，本发明更加稳定可靠，无需使用高压运放，减少高压运放器件的损坏机会，另外与高压集成模块相比，本发明所采用的高压控制装置价格更低廉。

（2）本发明的上位机通过串口与MCU模块通信，给电控偏振控制器按既定的数据包格式通过串口下发数据，MCU模块接收命令并解析命令通过SPI协议输出至DAC模块，DAC模块输出信号经过高压放大模块实现对电控偏振控制器各个通道的偏振电压的控制，电控偏振控制器调整光的偏振态，光子探测器将探测结果反馈给上位机，上位机根据探测结果判断，形成一个闭环的偏振控制器控制和反馈，从而实现对光的偏振态的控制和监测。

附图说明

图1为本发明的电路连接示意图。

图2为本发明的升压电路与倍压整流电路的电路结构示意图。

图3为本发明的DAC高压放大电路的电路结构示意图。

图4为本发明的串口数据包格式。

图5为本发明的工作流程图。

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：

本实施例的创新点是高压产生和控制方案，本实施例的直流电源经DC-DC电源升压芯片（芯片CS5171）升压，后经倍压整流电路产生高压给DAC高压放大电路中高压三极管的集电极供电，通过普通低压运放和高压三极管构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号线性放大28倍，从而实现电控偏振控制器的各个通道的0至140V的高压驱动电控偏振控制器。方案实现如下：

参见图1，一种偏振控制器的高压控制装置，包括电源、电源管理模块、MCU模块、DAC模块、高压放大模块和电控偏振控制器，电源通过电源管理模块分别与 MCU模块、DAC模块和高压放大模块连接， MCU模块的SPI接口通过DAC模块与高压放大模块连接，高压放大模块与电控偏振控制器连接。

电源管理模块包括升压电路和倍压整流电路，高压放大模块包括多个DAC高压放大电路，电源依次通过升压电路、倍压整流电路分别与多个DAC高压放大电路连接，为DAC高压放大电路提供高压。DAC模块通过多个DAC高压放大电路分别与电控偏振控制器的各个通道连接，DAC高压放大电路的个数与电控偏振控制器的通道个数一致。DAC高压放大电路包括高压三极管和低压运算放大器，倍压整流电路与高压三极管连接，为高压三极管的集电极提供高压， DAC模块通过低压运算放大器连接与高压三极管连接。通过低压运算放大器和高压三极管构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号线性放大28倍，从而实现电控偏振控制器的各个通道的0至140V的高压驱动电控偏振控制器。

其中电源为线性直流电源或开关直流电源，输出的直流电压为0~24V ，本实施例以电源为12V直流电源为例进行具体介绍。升压电路的目的是将12V直流电源升压到50V，倍压整流电路为3倍压整流电路，将50V倍压整流到150V高压输出。

本实施例还包括上位机、光发射器和光子探测器，MCU模块通过串口与上位机通信连接，MCU模块用于接收上位机发送的电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量。光发射器用于向电控偏振控制器发射光子，电控偏振控制器用于调整光的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器与上位机连接，光子探测器用于探测光子并将探测结果反馈到上位机。

本实施例的各个功能模块作用：

电源管理模块：输入直流电源，电源管理模块产生各个功能模块所需要的电源。（1）需要为DAC模块提供5V基准电压和9V电源；（2）通过升压电路和倍压整流电路产生150V高压，为高压放大模块提供高压电源；（3）通过BUCK降压稳压电路为MCU提供一个3.3V电源；（4）为高压放大模块提供5V电源。

具体地，电源管理模块包括用于将电源输出的12V直流电压转化为3.3V的BUCK降压稳压电路、用于将电源输出的12V直流电压转化为9V的第一降压电路、用于将9V转化为5V基准电压的第二降压电路、用于将1电源输出的2V直流电压转化为5V的第三降压电路，所述BUCK降压稳压电路采用LDO降压芯片AMS1117-3.3V，为MCU模块提供3.3V电源。所述第一降压电路采用LDO降压芯片LM7809，为DAC模块提供9V电源，本实施例中9V电源需求电流小，对电源噪声要求高，因此选用LDO降压芯片给DAC模块供电。所述第二降压电路采用基准电压芯片REF5050，高精度（0.05%）、低温漂（3ppm/℃），为DAC模块提供5V基准电压，9V电源通过芯片REF5050转化为5V基准电压。第三降压电路采用芯片AMS1117-5V，为DAC高压放大电路的低压运算放大器U2的引脚8提供5V电源。

MCU模块：MCU模块采用STM32F103CBT6。MCU模块作为单板的控制核心，接收上位机发送的电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量，并通过SPI口发送信号到DAC模块，经高压放大模块产生电控偏振控制器每一路通道的输入电压。

DAC模块：DAC模块采用多通道模拟电压输出的DA芯片DAC7714，12位分辨率，串行接口，功耗250mW，四个模拟输出通道，电压输出，线性误差±1LSB；如果电控偏振控制的通道数量大于4通道，则需要多片DAC7714，本实施例一共用了3片DAC7714，DAC模块的一个模拟输出通道通过一个DAC高压放大电路与电控偏振控制的一个通道连接，一个模拟输出通道对应连接电控偏振控制的一个通道。DAC模块将MCU模块写入的电压值的数字量转换为对应的模拟量，根据电控偏振控制器的输入精度要求，确定DAC位宽，以及根据需要驱动的电控偏振控制器确定DAC通道数，DAC的电压基准为5V。

高压放大模块：包括多个DAC高压放大电路；为了给电控偏振控制器的每一个通道提供一个0-140V之间的电压，需要通过多个DAC高压放大电路对DAC模块输出的信号进行28倍放大，因此放大电压可以控制在0-140V之间。

电控偏振控制器：电控偏振控制器是单板的核心光电元器件，通过0-140V之间的电压调节光的偏振态。

参见图2，升压电路包括芯片U1、电阻R1至电阻R5、电感L1以及电容C1至C3，所述芯片U1的引脚1分别与电阻R1和电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与电容C2的一端连接，所述电容C1和电容C2的另一端均连接地线，所述芯片U1的引脚3、引脚6和引脚7均连接地线，所述芯片U1的引脚4通过电阻R2与芯片U1的引脚5连接，芯片U1的引脚5与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的正极、电感L1的一端以及12V直流电源连接，所述电容C3的负极连接地线，所述芯片U1的引脚8分别与电感L1的另一端和倍压整流电路连接，所述芯片U1的引脚2分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端连接地线，电阻R4的另一端与倍压整流电路连接，所述芯片U1采用电源芯片CS5171。所述倍压整流电路包括二极管D1至D5、电阻R6以及电容C4至C10，所述芯片U1的引脚8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和电阻R6依次串联，所述电容C4的一端分别与芯片U1的引脚8和二极管D1的正极连接，另一端分别与二极管D2的负极、二极管D3的正极和电容C5的一端连接，电容C5的另一端分别与二极管D4的负极和二极管D5的正极连接，所述二极管D1的负极分别与电容C6和电容C8的一端连接，电容C8的另一端连接地线，电容C6的另一端分别与二极管D3的负极和电容C7的一端连接，电容C7的另一端分别与二极管D5的负极和电容C9的一端连接，电阻R6分别与电容C10的一端和DAC高压放大电路内的高压三极管连接，电容C9和电容C10的另一端均连接地线，所述二极管D5的负极与升压电路的电阻R4连接。其中二极管D1至D5使用价格低廉的IN4148，起到单向导通的作用，电容C4至C10需要使用高耐压值（需要100V和250V两种耐压值的电容）。

其中芯片U1是DC-DC电源升压芯片CS5171，将12V直流电源升压到50V，Vout=3*1.276*（R4+R5）/R5，倍压整流电路为3倍压整流电路，当倍压整流电路输出Vout小于150V时，CS5171的2脚（FB脚）输入小于1.276V，则CS5171增大的8脚（VSW脚）输出占空比，反之，则减小；电感L1在电源正周期储能，在负周期向三倍压电路输出能量。

倍压整流电路原理：步骤1：电源处在正周期时（电压值U=50V），二极管D1导通，电源给电容C8充电，此时电容C8上的电压值为U；步骤2：电源处在负周期时，二极管D1断开，电容C8通过D2（此时D2导通）给电容C4充电，此时C4上的电压值为U；步骤3：电源再次处在正周期时，步骤1重复，同时，电容C4通过D3（此时D3导通）给电容C6充电，因为步骤1重复，C8上电压为U，所以电容C6的电压为2U；步骤4：电源再次处在负周期时，步骤2重复，同时，电容C6通过D4（此时D4导通）给电容C5充电，因为步骤2重复，C4上电压为U，所以电容C5的电压为3U;步骤5：电源又处在正周期时，步骤1和3重复，C5通过D5（此时D5导通）给电容C7，C9，C10充电，给负载供电；步骤6：电源又处在负周期时，步骤2和4重复，此时D5截止不通，电容C7，C9和C10放电，给负载供电；步骤7：以上步骤重复性进行，电路处于稳态。其中电阻R6起到限流作用。

参见图3，DAC高压放大电路包括电阻R7至电阻R12、电容C11至电容C13、低压运算放大器U2、高压三极管Q1和磁珠B1，低压运算放大器U2的引脚2分别与电阻R7、电阻R9和电容C11的一端连接，所述电阻R7的另一端与DAC模块连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述低压运算放大器U2的引脚3分别与电阻R8和电阻R12的一端连接，低压运算放大器U2的引脚4连接地线，低压运算放大器U2的引脚8连接电源管理模块输出的5V电源，低压运算放大器U2的引脚1分别与电容C11的另一端和高压三极管Q1的基极连接，高压三极管Q1的集电极通过电阻R11与倍压整流电路连接，高压三极管Q1的发射极通过电阻R10连接地线，高压三极管Q1的集电极分别与电阻R12、电容C12和磁珠B1的一端连接，磁珠B1的另一端分别与电容C13的一端和电控偏振控制器连接，电容C12和电容C13的另一端均连接地线，低压运算放大器U2采用轨至轨低压运算放大器，为芯片OPA2336。

其中电容C11具有相位补偿作用，电容C12和C13具有储能和滤波作用，B1滤波作用。DAC模块输出电压Udac，范围0-5V，高压输出Uout（0-140V），运放U2的2脚（IN1-脚）电压Un=Udac*R9/（R9+R7），运放U2的3脚（IN1+脚）电压Up=Uout*R8/（R8+R12），根据运放的“虚短”原则，Up=Un，所以Uout=Udac* R9*（R8+R12）/ [R8*（R9+R7）]，其中R9*（R8+R12）/ [R8*（R9+R7）]为高压反馈电路的放大倍数。DAC模块输出电压Udac增大时，运放U2的1脚输出减小，则高压三极管Q1的1脚的基级电流Ib减小，则高压三极管Q1的3脚集电极电流Ic减小，则Uout=150-R11*Ic会增大，反之DAC输出电压Udac减小时，Uout也减小。

本实施例将12V直流电源经DC-DC电源升压芯片U1（电源芯片CS5171）产生50V电压，后经倍压整流电路产生150V的高压给DAC高压放大电路中高压三极管Q1的集电极供电，通过普通低压运算放大器U2和高压三极管Q1构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号线性放大28倍，从而实现电控偏振控制器的各个通道的0至140V的高压驱动电控偏振控制器。与现有技术相比，无需使用高压运放，减少高压运放器件的损坏，另外与高压集成模块相比，本实施例所采用的高压控制装置价格更低廉。

本实施还提供一种偏振控制器的高压控制装置的控制方法，包括：参见图1和图5，上位机按既定的数据包格式通过串口向MCU模块下发数据包，MCU模块接收数据包并解析数据包，解析为第M个电控偏振控制器的N个通道对应的电压值的数字量，且通过SPI接口协议输出数字信号至DAC模块，DAC模块将数字信号转换为模拟信号并分别输出0至5V的模拟信号至高压放大模块内的多个DAC高压放大电路；同时，12V直流电源依次通过升压电路和倍压整流电路产生150V的高压从而为每个DAC高压放大电路中高压三极管的集电极供电，通过DAC高压放大电路中的低压运算放大器和高压三极管构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号进行线性放大，每个DAC高压放大电路分别输出各自线性放大后的电压至电控偏振控制器M的N个不同通道（当电控偏振控制器有N个通道时，DAC高压放大电路为N个），从而实现对电控偏振控制器的各个通道的高压控制；电控偏振控制器调整光信号的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器将探测结果反馈到上位机，上位机根据光子探测器反馈的探测结果进行计算处理，再依次通过MCU模块、DAC模块、高压放大模块实现对电控偏振控制器的闭环控制，形成一个闭环的电控偏振控制器的反馈控制，从而实现对光的偏振态的控制和监测。本实施例的上位机处理光子探测器探测结果并进行闭环控制的具体方式可采用现有技术中的基于相位调制偏振态编码QKD系统的两端偏振态初始化方法中的方式。

参见图4，其中上位机发送的串口可接受的既定的数据包格式是8个字节，其中第一个字节（0xF0）为数据包头，第二字节是电控偏振控制器的编号，第三个字节是电控偏振控制器的通道编号，第四到第七个字节是电控偏振控制器的一个通道的电压值的数字量，第八个字节（0xF1）为数据包尾。

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 (6)

1.一种偏振控制器的高压控制装置，其特征在于：包括电源、电源管理模块、MCU模块、DAC模块、高压放大模块和电控偏振控制器，所述电源通过电源管理模块分别与MCU模块、DAC模块和高压放大模块连接，所述MCU模块通过DAC模块与高压放大模块连接，所述高压放大模块与电控偏振控制器连接；

所述电源管理模块包括升压电路和倍压整流电路，所述高压放大模块包括多个DAC高压放大电路，所述电源与升压电路连接，升压电路与倍压整流电路连接，倍压整流电路分别与多个DAC高压放大电路连接，DAC模块通过多个DAC高压放大电路分别与电控偏振控制器的各个通道连接；

所述DAC高压放大电路包括高压三极管和低压运算放大器，所述倍压整流电路与高压三极管连接，所述DAC模块与低压运算放大器连接，低压运算放大器与高压三极管连接；

所述升压电路包括芯片U1、电阻R1至电阻R5、电感L1以及电容C1至C3，所述芯片U1的引脚1分别与电阻R1和电容C1的一端连接，所述电阻R1的另一端与电容C2的一端连接，所述电容C1和电容C2的另一端均连接地线，所述芯片U1的引脚3、引脚6和引脚7均连接地线，所述芯片U1的引脚4通过电阻R2与芯片U1的引脚5连接，芯片U1的引脚5与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端分别与电容C3的正极、电感L1的一端以及电源连接，所述电容C3的负极连接地线，所述芯片U1的引脚8分别与电感L1的另一端和倍压整流电路连接，所述芯片U1的引脚2分别与电阻R4和电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端连接地线，电阻R4的另一端与倍压整流电路连接，所述芯片U1采用DC-DC电源升压芯片；

所述倍压整流电路包括二极管D1至D5、电阻R6以及电容C4至C10，所述芯片U1的引脚8、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和电阻R6依次串联，所述电容C4的一端分别与芯片U1的引脚8和二极管D1的正极连接，另一端分别与二极管D2的负极、二极管D3的正极和电容C5的一端连接，电容C5的另一端分别与二极管D4的负极和二极管D5的正极连接，所述二极管D1的负极分别与电容C6和电容C8的一端连接，电容C8的另一端连接地线，电容C6的另一端分别与二极管D3的负极和电容C7的一端连接，电容C7的另一端分别与二极管D5的负极和电容C9的一端连接，电阻R6分别与电容C10的一端和DAC高压放大电路内的高压三极管连接，电容C9和电容C10的另一端均连接地线，所述二极管D5的负极与升压电路的电阻R4连接；

所述DAC高压放大电路包括电阻R7至电阻R12、电容C11至电容C13、低压运算放大器U2、高压三极管Q1和磁珠B1，所述低压运算放大器U2的引脚2分别与电阻R7、电阻R9和电容C11的一端连接，所述电阻R7的另一端与DAC模块连接，所述电阻R9的另一端连接地线，所述低压运算放大器U2的引脚3分别与电阻R8和电阻R12的一端连接，低压运算放大器U2的引脚4连接地线，低压运算放大器U2的引脚8连接电源管理模块输出的5V电源，低压运算放大器U2的引脚1分别与电容C11的另一端和高压三极管Q1的基极连接，高压三极管Q1的集电极通过电阻R11与倍压整流电路连接，高压三极管Q1的发射极通过电阻R10连接地线，高压三极管Q1的集电极分别与电阻R12、电容C12和磁珠B1的一端连接，磁珠B1的另一端分别与电容C13的一端和电控偏振控制器连接，电容C12和电容C13的另一端均连接地线，所述低压运算放大器U2采用轨至轨低压运算放大器。

2.根据权利要求1所述的偏振控制器的高压控制装置，其特征在于：所述电源为线性直流电源或开关直流电源，输出的直流电压为0～24V。

3.根据权利要求2所述的偏振控制器的高压控制装置，其特征在于：所述电源管理模块包括用于将电源输出的直流电压转化为3.3V的BUCK降压稳压电路、用于将电源输出的直流电压转化为9V的第一降压电路、用于将9V转化为5V基准电压的第二降压电路、用于将电源输出的直流电压转化为5V的第三降压电路，所述BUCK降压稳压电路采用芯片AMS1117-3.3V，所述第一降压电路采用芯片LM7809，所述第二降压电路采用基准电压芯片REF5050，第三降压电路采用芯片AMS1117-5V，BUCK降压稳压电路用于为MCU模块提供3.3V电源，第一降压电路用于为DAC模块提供9V电源，第二降压电路用于为DAC模块提供5V基准电压，第三降压电路用于为DAC高压放大电路的低压运算放大器U2提供5V电源。

4.根据权利要求2所述的偏振控制器的高压控制装置，其特征在于：所述DAC模块采用多通道模拟电压输出的DA芯片。

5.根据权利要求2所述的偏振控制器的高压控制装置，其特征在于，还包括上位机、光发射器和光子探测器，所述MCU模块通过串口与上位机通信连接，MCU模块用于接收上位机发送的电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量，所述光发射器用于向电控偏振控制器发送光，电控偏振控制器用于调整光的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器与上位机连接，光子探测器用于探测光子并将探测结果反馈到上位机。

6.一种根据权利要求5所述的偏振控制器的高压控制装置的控制方法，其特征在于，包括：

上位机按既定的数据包格式通过串口向MCU模块下发数据，MCU模块接收并解析数据，得到电控偏振控制器各通道对应的电压值的数字量，MCU模块输出数字信号至DAC模块，DAC模块将数字信号转换为模拟信号并分别输出0至5V的模拟信号至高压放大模块内的多个DAC高压放大电路；同时，电源依次通过升压电路和倍压整流电路产生高压从而为每个DAC高压放大电路中高压三极管的集电极供电，通过DAC高压放大电路中的低压运算放大器和高压三极管构成的负反馈放大电路把DAC模块输出的0至5V的信号进行线性放大，每个DAC高压放大电路分别输出各自线性放大后的电压至电控偏振控制器的不同通道，从而实现对电控偏振控制器的各个通道的高压控制；

电控偏振控制器调整光的偏振态并输出光子至光子探测器，光子探测器将探测结果反馈到上位机，上位机根据光子探测器反馈的探测结果再依次通过MCU模块、DAC模块、高压放大模块实现对电控偏振控制器的闭环控制。

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