CN1046077A - 光电组件的瞬变电压的抑制 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能经受瞬变高电压的改进了的光电组件。该组件能为瞬变高电压提供一条放电通路而消除不希望有的信号，将其与电子和光学设备隔离开。该组件包括一个光连接件，其连接端适于容纳和紧固一条光缆；还包括一块与光连接件相连的电路板，该电路板与光连接件电绝缘；以及包括一个使电路板与光连接件的连接端电绝缘的部件。

Description

本发明涉及一种用于连接电话交换系统中各系统元件的光纤链路里的光纤组件。
在电话交换系统的各系统元件之间所使用的光纤链路中，光电发射器和接收器组件是用来连接光学链路各端的。每个组件都是作为设备和光纤之间的电子/光学接口而用。电子设备必须加以保护，以防止静电电压（ESD）或瞬变电压的损害。这些电压可能来自附近的设备或用于该设备的运转部件（craftsperson），这种损害电压可能范围为几百到几千伏。
由于对静电电压进行全面保护是很困难的，因此设置单独的电子接地回路通路就成为通常的实用方法。这样，任何静电电压的冲击都能被导入机架接地的金属表面，而机架的接地点又牢固地与建筑物的正规接地点连接。虽然光信号不受静电电压影响，但电子元件却受其影响。
实际上，本发明组件是装在一个电路插片上的，该电路插片又与机架背板的一面相连。在某些情况下，在这种插片上布置有包含相关的时钟恢复电路在内的多达12个组件。由于插片的尺寸很小（可小到10.5×3.5英寸），并且需要将这些组件配置在尽可能紧靠面板以便使光学容器可容纳得下，因此组件尺寸必须很小。另外，组件应能降低与光纤连接件和光缆结合的应力，提供一般的机械保护，接地以屏蔽电磁感应（EMI），使电子元件散热，以及尽量减小流过印刷电路板（PCB）的总的冷却气流的阻力。
虽然小尺寸的光电组件业已问世，但是这些组件具有一个带金属线或金属壳的光连接件，以增加强度。已经发现，即使将该连接件接到设备的接地点上，不希望有的信号和瞬变高电压仍然对电路插片上的组件的内部元件和其它电子电路的工作有影响。
因此，需要设计一种改进的光电组件，该组件能经受瞬变高电压的冲击，能消除不希望有的信号，但能保持其小尺寸和刚性，同时满足上述各种要求。
因此，本发明的目的是提供一种改进了的光电组件和接地方案，它能为瞬变高电压设置一条放电通路，使之与含有电子器件和光学器件的组件隔离开，并且满足上述各项设计要求。
按照本发明的第一个实施例，提供了一种连接光纤的光电组件，它包括一个光连接件，该连接件有一个适于容纳和紧固一条光缆的连接端;还包括一块与所述光连接件相连的电路板，该电路板与光连接件电绝缘;以及包括一个使电路板与光连接件的连接端电绝缘的部件。
按照本发明的第二个实施例，提供了一种连接光纤的光电组件，它包括一个光连接件，该连接件有一个适于容纳和紧固一条光缆的连接端;还包括一块与所述光连接件相连的电路板，该电路板与光连接件电绝缘;以及包括一个环绕光连接件和从其连接端延伸至连接件上某一点的导电的外壳，该外壳与电路板隔开，从而使该导电的外壳为瞬变电压提供一条放电通路。
按照本发明的第三个实施例，提供了一种连接光纤的光电组件，它包括一个其上有光电器件的电路板;一个光连接件，其第一部分有一个外壳，外壳中心有一容纳光纤的插座，该部分具有容纳和紧固光纤的部件，其第二部分用来与电路板连接;以及还包括一个绝缘部件，用来将上述第一部分和第二部分隔离开，使电路板与第一部分绝缘，从而使瞬变高电压被引至远离该电路板。
以下结合附图对本发明的最佳实施例进行描述。
图1a和1b是一典型插片的正视图和侧视图，图中示出光电连接件的部位;
图2a和2b是本发明第一个实施例的光电组件的正视图和侧视图;
图3是沿图2a的3-3线剖取的剖面图;
图4是具有图3所示组件的瞬变高电压的放电通路的图示说明;
图5是本发明第二个实施例的光电组件的剖面图;
图6是具有图5所示组件的瞬变高电压的放电通路的图示说明。
参看图1a和1b，可看出电话交换系统的背板上所用的典型的连接插片10的正视图和侧视图。如上所指出的，目前先进的电话交换机都普遍使用光电组件11和12，用以发送和接收高速信息。例如，组件11可用作接收组件，而组件12可用作发送组件。插片10用来装置各种电子元件13，并通过多脚连接件14和15与交换机的背板连接。面板16用于将组件11和12的光连接件17和18与该组件的封罩19和20以及与其他电子元件13分隔开。采用适于同连接件17和18相配的必要的光学连接器便可将光纤连到组件11和12。
由图2a和2b可看出本发明第一个实施例的光电组件的正视图和侧视图。组件30包括一个光连接件31，该连接件有一个作为连接端的第一部分32，用以容纳和紧固一条光缆;还包括一个封罩33，其内放有配置各个光电元件的电路板。封罩33可以是放置电子元件的一般容器，不是用于抑制瞬变电压所需的，但是通常利用其对电子和光学器件进行屏蔽以防电磁干扰，或用来减少电磁辐射。封罩33与光连接件31相连，但是用绝缘部件34使两者电绝缘，该绝缘部件将连接件31的第一部分32和连接到封罩33的第二部分35分隔开。一系列连接脚36用于将电路板和组件30紧固和电连接到图1所示的支撑插片上。
图3是图2a所示光电组件的剖面图。从图3可看出，连接件31的第一部分32是利用一个环形绝缘部件34与第二部分35及封罩33绝缘的。该环形绝缘部件可由陶瓷材料制成。所述环形绝缘部件允许光穿过光通道37而到达光电传感器38上。通过适当的器件，例如一个分级（GRIN，gra-ded    index）透镜39或类似器件，可将光聚焦到传感器38上。光电传感器38可包含一光电二极管（LED）或激光（LASER）二极管，或者有一个光检测器。各光电元件40配置在电路板41上，并经第二部分35而连到连接件31上，从而使光电元件与可能对这些元件和插片上的其他电子元件产生影响的瞬变高电压绝缘。然而，光通道37并不受瞬变电压、电磁干扰或辐射的影响。
图4是使用本发明的光电组件的接地方案说明图。在一种典型的电话交换机中，有许多插片并排地放置在安装导轨上而形成一连串支架。当插片放入支架时，它们滑入各自的槽中，从而与背板连接。图4和图5简要描述了用图3和图5的光电组件的实施例的接地情况。在图4所示的实施例中，标号50代表可移动的插片，该插片有一面板51。在实际的装置中，都有这种面板。如果面板51不是由金属制的，它亦有一个导电的表面。光电组件有一个在其内延伸的光连接件52。封罩53固定于插片50上，并通过连接脚54与其电连接。电话交换机的机架以侧壁55和56表示，它们与大地接地点59相连。如果光纤的金属线上带有瞬变高电压，则该电压将通过实际存在的导电通路57或58而向装置的机架55或56放电，最后进入大地接地点59。绝缘部件60使电路插片与任何有害的瞬变电压的作用隔绝开，从而使光电组件及其元件的工作不受影响。电路板和光电元件有一电源或逻辑接地点61。使大地接地点和逻辑接地点分开，这一实际措施消除了不希望有的机架接地感应电流效应对电源接地点和光电元件的影响。
图5是本发明第二个实施例的光电组件的剖面图。由图5可见，组件70也包括一个光连接件71和一个位于电路板73上方的封罩72。电路板73上有连接脚74。各光电元件75用于将光能转换成电能，或者用传感器76将电能转换成光能。但是，在本实施例中，光连接件71包括一个用非导电材料制成的单个连接元件77。通过一个环绕连接元件77设置的导电外壳或导线78而提供一条与封罩72和电路板73隔开的放电通路。这条导线从连接端79延伸到与封罩72和电路板73隔开的连接件上某一点80处。因此，封罩72和电路板73是由导线78和封罩边缘之间形成的缝隙而与连接件绝缘的。
图6是使用图5所示光电组件的接地方案示意图。类似于图4所示的接地方案，实际的元件排列是相同的。即，标号90代表带有面板91的可移动的插片。该光电组件具有在其内延伸的光连接件92。封罩93固定在插片90上，并通过连接脚部件94与其进行电连接。电话交换机的机架用侧壁95和96表示，并且与大地接地点99连接。但是，在本实施例中，如果瞬变高电压或不希望的信号沿光纤的金属线传入时，将通过连接件92的金属线100再经实际存在的导电通路97或98传到装置的机架95或96，最后进入大地连接地点99。导线100和封罩93之间形成的缝隙101将会使电路插片与沿光纤可能传入到组件上的任何有害作用的不希望的信号隔绝开来。为电路板和光电元件设置了一个电源或逻辑接地点102。这一实际措施消除了不希望有的机架接地感应电流效应对电源接地和光电元件的影响。

Claims (10)

1、一种用于连接光导纤维的光电组件，其特征在于包括：
一个光连接件，它具有适于容纳和紧固一条光缆的连接端；
一块与上述光连接件相连但与其电绝缘的电路板；以及
一个使所述电路板与所述光连接件的连接端绝缘的部件。
2、如权利要求1所述的光电组件，其特征在于，所述的绝缘部件包括一个环绕所述光连接件配置和从所述连接端延伸至连接件上一点的导电的外壳，该外壳与所述电路板隔开，从而使所述导电的外壳为瞬变电压提供一条放电通路。
3、如权利要求1所述的光电组件，其特征在于所述的光连接件包括：
有一个外壳的第一部分，外壳中心设有一个容纳光导纤维的插座，所述第一部分具有容纳和紧固所述光导纤维的部件;
用来与所述电路板连接的第二部分;以及
一个将所述第一部分和所述第二部分隔开的绝缘部件，使所述电路板与所述第一部分绝缘，从而使瞬变高电压被引至远离所述电路板。
4、如权利要求3所述的光电组件，其特征在于，所述绝缘部件是环形的。
5、如权利要求4所述的光电组件，其特征在于，所述绝缘部件是用陶瓷材料制成的。
6、一种用于连接光导纤维的光电组件，其特征在于包括：
一个光连接件，它具有适于容纳和紧固一条光缆的连接端;
一块与所述光连接件相连但与其电绝缘的电路板;以及
一个环绕所述光连接件配置并从所述连接端延伸至所述连接件上一点的导电的外壳，该外壳远离所述电路板，从而使所述导电外壳为瞬变电压提供一条放电通路。
7、如权利要求6所述的光电组件，其特征在于，所述外壳是由导电材料制成的。
8、一种用于连接光导纤维的光电组件，其特征在于包括：
一块装置光电器件的电路板;
一个光连接件，其第一部分有一个外壳，外壳中心设有一个容纳光导纤维的插座，所述部分具有容纳和紧固所述光导纤维的部件;
用于与所述电路板连接的第二部分;以及
一个绝缘部件，用来将所述第一部分和第二部分隔开，使所述电路板与所述第一部分绝缘，从而使瞬变高电压被引至远离所述电路板。
9、如权利要求8所述的光电组件，其特征在于，所述绝缘部件是环形的。
10、权利要求9所述的光电组件，其特征在于，所述绝缘部件是用陶瓷材料制成的。
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