DE2715846A1

DE2715846A1 - Lichtkoppelndes bauteil fuer gedruckte schaltungen

Info

Publication number: DE2715846A1
Application number: DE19772715846
Authority: DE
Inventors: Eugen W Oberdoerfer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-04-06
Filing date: 1977-04-06
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2715846B2; DE2715846C3

Description

Lichtkoppelndes Bauteil für gedruckte Schaltungen
Um Signale zwischen zwei galvanisch getrennten Stromkreisen übertragen zu können, sind sogenannte Lichtkoppler entwickelt worden, deren eines Element, nämlich ein eiektrooptischer Wandler (Leuchtdiode), dem einen Stromkreis und deren anderes Element, nämlich ein optoelektrische. Wandler (Fototransistor), dem anderen Stromkreis zugehört. Die Signalübertragung zwischen beiden Stromkreisen erfolgt mittels Licht. Die Länge der Lichtübertragungsstrecke beträgt hierbei höchstens einige Millimeter (DT-OS 25 06 373).
Zur bertragung von Lichtsignalen über größere Entfernungen sind in ne-orer Zeit Lichtwellenleiter (LWL) und LWL-Kabel entwickelt worden. Die Lichtwellenleiter bestehen aus feinsten Glasfasern, die mit schützenden Kunststoffumhüllungen umgeben sind. Es ist beispielsweise zur Datenübertragung zwischen zwei Flugontrollgeraten eine etwa 10 m lange Ubertragungsstrecke bekannt, die aus einem mehradrigen LWL-Kabel besteht das beidseitig mit einem Steckerteil (zterstecker) ausgerüstet ist, in dem die LWL-Adern enden. Ein entsprechendes Gegensteckerteil (Mutterstecker) befindet sich in den miteinander zu verbindenden Geräten und enthält die elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandler (Zeitschrift "Electronics" September 1976, Seiten 94 - 99).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für gedruckte Schaltungen einen mehrkanaligen Lichtkoppler zu schaffen, mit dem Entfernungen zwischen den zu koppelnden Stromkreisen von einigen Zentimetern bis zu einigen Metern überbrückt werden können und der den hierbei auftretenden mechanischen Beanspruchungen gewachsen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das lichtkoppelnde Bauteil gemäß der Erfindung aus einem mehradrigen Lichtwellenleiterkabel und aus je einem an jedem Ende des Kabels angeordneten elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandlerbauteil; jedes Wandlerbauteil besteht weiterhin aus einer ersten Platine, auf der das Kabelende mittels einer Schelle fixiert ist, weiterhin aus einer mit dieser ersten Platine fest verbundenen zweiten Platine mit Bohrungen zur Aufnahme der Adern des Lichtwellenleiterkabels, wobei in den Bohrungen die Enden der Lichtwellenleiter des Kabels einzeln vergossen und auf der dem Kabel abgewandten Seite plan geschliffen sind, und schließlich aus einer dritten, mit der zweiten unter Zwischenschaltung einer Immersionsflüssigkeit kraft-oder stoffschlüssig verbundenen Platine, in der die den Adern des Kabels zugeordneten elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandler angeordnet sind.
Bei einem in dieser Weise aufgebauten Lichtkoppler sind die Koppelstellen zwischen den Wandlerbauteilen und den Lichtwellenleitern von mechanischen Beanspruchungen, insbesondere von Zugbeanepruchungen, entlastet, wobei die optische Verbindung der beiden Wandlerbauteile mechanisch wie eine elektrische Leitung oder ein elektrisches Schaltkabel gehandhabt werden kann; die Wandlerbauteile werden direkt in gedruckte Schaltungen bzw. Leiterplatten eingefügt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die elektrischen Anschlüsse der elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandler auf Steckerstifte zu legen. Das so entstehende Bauteil würde eine mehrpolige elektrisch-optische Verbindungsleitung ergeben, die die Vorzüge der störungsfreien Lichtwellenleiterstrecke mit der Einfachheit konventioneller Kabelverbindung vereint.
In Weiterbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die erste und die zweite Platine jedes Wandlerbauteiles einstückig ausge- bildet ist. Neben einer einfacheren Herstellung der Platine läßt sich dadurch eine günstigere Raumausnutzung im Hinblick auf genormte Abmessungen von Schaltplatinen erzielen.
Die Platinen des Wandlerbauteiles und das jeweilige fixierte Kabelende können im übrigen vorteilhaft in einen Gießharzkörper eingebettet sein. Hierdurch werden die Koppelstellen zwischen den Wandlerbauteilen und den Lichtwellenleitern zusätzlich gegen äußere mechanische Beanspruchungen geschützt.
Zwei Ausführungsbeispiele des neuen lichtkoppelnden Bauteiles sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein lichtkoppelndes Bauteil, das aus dem Lichtwellenleiterkabel 1 und den beiden Wandlerbauteilen 3 und 4 besteht, von denen das eine in Seitenansicht und das andere in Draufsicht dargestellt ist. Das Lichtwellenleiterkabel 1 ist an seinen beiden Enden mit Hilfe einer Schelle 32 auf der Platine 31 des jeweiligen Wandlerbauteiles mechanisch fixiert. Die Adern 2 des LWL-Kabels sind in Bohrungen einer Platine 33 eingeführt, die senkrecht auf der Platine 31 angeordnet und mit dieser mechanisch fest verbunden ist. Die Aderenden sind in diesen Bohrungen mit Hilfe eines optisch hochwertigen Gießharzes vergossen bzw. verklebt und die Enden der Glasfasern der Adern sind an der dem Kabelende abgekehrten Seite der Platine 33 plan geschliffen. Mit der Platine 33 ist im Wandlerbauteil 3 eine Platine 34 verbunden, die für jede Ader des LWL-Kabels einen elektrooptischen Wandler 37 enthält; im Wandlerbauteil 4 ist die Platine 35 vorgesehen, die für jede Ader des LWL-Kabels einen optoelektrischen Wandler enthält. Diese sind mittels einer Druckplatine 38 (39 in Fig. 2) fixiert. Die Platine 34 bzw. 35 ist mit der zugehörigen Platine 33 unter Zwischenschaltung einer Immersionsflüssigkeit kraftschlüssig verbunden. Auf der Rückseite der Platine 34 bzw. 35 ragen die elektrischen Anschlußdrähte 36 der optoelektrischen bzw. elektrooptischen Wandler hieraus; diese Anschlußdrhte sind nach unten ungebogen und können in Bohrungen einer gedruckten Schaltungsplatine eingelötet werden.
Fig. 2 zeigt eine Variante des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispieles mit den Wandlerbauteilen 31 und 4'. Bei Jedem Wandlerbauteil sind die Platinen 31 und 33 zu einer gemeinsamen Platine 17 zusammengefaßt, wobei derjenige, das Kabelende'aufnehmende Teil der Platine und der die Enden der Adern des LWL-Kabels aufnehmende Teil der Platine zueinander versetzt angeordnet sind, damit die Platine 17 und die die elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandler enthaltenden Platinen 18 und 19 eine gemeinsame Auflagefläche bilden. Die Anschlußdrähte 36 der optoelektrischen bzw. elektrooptischen Wandler sind in diesem Fall senkrecht nach unten herausgeführt.
Fig. 3 zeigt in ausschnittsweiser Darstellung zwei auf einer gedruckten Schaltplatine 5 nebeneinander angeordnete Wandlerbauteile 3' mit den anschließenden LWL-Kabeln 1 bzw. 1', die zu entsprechenden, nicht näher dargestellten Wandlerbauteilen 4' auf einer anderen nicht dargestellten Schaltplatine führen.
3 Ansprüche 3 Figuren

Claims

Patentansprüche Lichtkoppelndes Bauteil (Optokoppler, Optoisolator) zum Einbau in gedruckte Schaltungen, das aus einem mehradrigen Lichtwellenleiterkabel (1) und aus je einem an jedem Ende des Kabels angeordneten elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandlerbauteil (3, 4) besteht; jedes Wandlerbauteil (3, 4) besteht aus einer ersten Platine (31), auf der das Kabelende mittels einer Schelle (32) fixiert ist, aus einer mit dieser ersten Platine fest verbundenen zweiten Platine (33) mit Bohrungen zur Aufnahne der Adern (2) des Lichtwellenleiterkabels, wobei in den Bohrungen die Enden der Lichtwellenleiter des Kabels einzeln vergossen und auf der dem Kabel abgewandten Seite plan geschliffen sind, und aus einer dritten, mit der zweiten unter Zwischenschaltung einer Immersionsflüssigkeit kraft- oder stoffschlüssig verbundenen Platine (34, 35), in der die den Adern des Kabels zugeordneten elektrooptischen bzw. optoelektrischen Wandler angeordnet sind.
2. Lichtkoppelndes Bauteil nach Anspruch 1, bei dem die erste und die zweite Platine einstückig ausgebildet sind (17).
3. Lichtkoppelndes Bauteil nach Anspruch 4 oder 2, bei dem die Platinen und das jeweilige fixierte Kabel ende in einen CieMharzkörper eingebettet sind.