DE19846213C1 - Optisches Modul - Google Patents

Abstract

Das Modul umfaßt eine Aufnahme 6, die am frontseitigen Bereich 2 eines Gehäuses 3 angeordnet ist, und zumindest einen elektrooptischen Wandler 8. Eine in dem Gehäuse 3 untergebrachte elektronische Schaltung 19 ist dadurch zuverlässig elektrisch abgeschirmt, daß mindestens eine elektrische Abschirmung 20 vorgesehen ist, die einen modulaußenseitig zugänglichen Erdungsanschluß 24 zur von der Schaltung 19 isolierten Erdung E aufweist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optoelektronischen Da­ tenübertragung, bei der in optische Signale (Lichtsignale) gewandelte Informationen von einem Sender über einen geeigne­ ten Lichtwellenleiter zu einem optischen Empfänger gelangen. Der Empfänger wandelt die empfangenen Signale in elektrische Signale zurück. Derartige Sender und Empfänger werden nach­ folgend allgemein auch als elektrooptische Wandler bezeich­ net. Geeignete Wandler sind beispielsweise Laserdioden oder Fotodioden. Optische Module, die sowohl einen Sender als auch einen Empfänger enthalten, werden auch als optische Transcei­ ver bezeichnet.

Die Erfindung betrifft ein optisches Modul mit zumindest ei­ ner am frontseitigen Bereich eines Gehäuses angeordneten Auf­ nahme zur optischen Ankopplung eines Lichtwellenleiters an einen elektrooptischen Wandler, einer in dem Gehäuse unterge­ brachten elektronischen Schaltung, mit der der elektroopti­ sche Wandler elektrisch verbunden ist, und einer elektrischen Abschirmung zwischen der Aufnahme und der elektronischen Schaltung mit einem von der Modulaußenseite zugänglichen Er­ dungsanschluß.

Ein derartiges Modul geht aus der DE 195 30 684 C1 hervor und umfaßt ein Modulgehäuse mit einem Flansch. An dessen Front­ seite ist eine Koppelbaugruppe angeordnet. Diese umfaßt zwei Aufnahmehülsen zur Aufnahme je eines Steckerstiftes eines Lichtwellenleiter-Steckverbinders. Die Steckverbinder können beispielsweise als standardisierte SC-Steckverbinder ausge­ bildet sein und dienen jeweils zum kopplungsbereiten Abschluß eines individuellen Lichtwellenleiters, dessen Ende zentrisch in dem Steckerstift verläuft. An der Flanschrückseite sind ein optischer Sender und ein optischer Empfänger angeordnet, die mit in dem Gehäuse untergebrachten elektronischen Kompo­ nenten elektrisch verbunden sind. Die Lichtwellenleiterenden sind mittels der Aufnahmen mit dem jeweils zugeordneten Wand­ ler optisch gekoppelt. Zwischen der Koppelbaugruppe und der elektrischen Schaltung ist ein Abschirmblech vorgesehen, das zumindest einen externen Anschluß aufweist, der mit dem Mas­ sepotential einer das Modul tragenden Leiterplatte verbunden ist. Dadurch liegt die Abschirmung auf demselben Massepoten­ tial wie die Schaltung bzw. das Modulgehäuse.

Die WO 97/45759 offenbart eine Koppelbaugruppe mit Wandlern, die auf der Oberseite je einer vertikal orientierten Leiter­ platte angeordnet sind. Über eine flexible Leiterbahn ist der elektrooptische Wandler mit elektronischen Komponenten ver­ bunden, die in einem nicht näher dargestellten Modulgehäuse angeordnet sein können. Probleme der elektrischen Abschirmung sind in der WO 97/45759 nicht angesprochen.

Mit stetig steigenden Anforderungen an die zu übertragenden Datenmengen und die dabei zu realisierenden Datenübertra­ gungsgeschwindigkeiten müssen Transceiver bereit gestellt werden, die im GBd-(GigaBaud)-Bereich arbeiten. Bei derart hohen Frequenzen treten zunehmend Probleme der elektromagne­ tischen Abstrahlung und hochfrequenter Störeinflüsse in den Vordergrund. Dabei kann hinsichtlich austretender elektroma­ gnetischer Strahlung eine Akkumulation - ggf. mit weiteren in demselben Gerätegehäuse untergebrachten Komponenten - entste­ hen, die oberhalb zulässiger Grenzwerte (z. B. nach FCC oder IEC) liegt.

Auch bei einem gemäß der DE 195 30 684 C1 geschirmten Modul könnten bei hochfrequenten Anwendungen störende Hochfrequenz­ ströme auf der Außenabschirmung eines Gesamtgehäuses (z. B. eines Rechnergehäuses) auftreten. Ferner könnten sich bei dieser Art der Abschirmung gebildete sogenannte Massenschlei­ fen störend auswirken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Mo­ duls, bei dem bei hohen Datenübertragungsfrequenzen mit ein­ fachen Mitteln eine gute Abschirmung gegen elektromagnetische Strahlungen gewährleistet ist, ohne dadurch anderweitige Störquellen zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Modul der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die elektrische Ab­ schirmung gegenüber der Schaltung elektrisch isoliert ist und daß der Erdungsanschluß unabhängig von der Schaltung und dem übrigen Modul unmittelbar auf Massepotential liegt.

Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Moduls besteht darin, daß mit diesem Modul eine zuverlässige Isolation der Abschirmung gegenüber der Signalerdung (Massepotential) des Moduls mit einfachen Mitteln gewährleistet ist. Das Modul er­ laubt nämlich eine unmittelbare Verbindung der Abschirmung mit einem geeigneten Potential, insbesondere dem Massepoten­ tial eines Gesamtgehäuses, das sowohl das Modul als auch wei­ tere Bauelemente aufnimmt. Damit wird eine elektrische Ver­ bindung z. B. zwischen der modulseitigen Leiterplatte und da­ mit dem schaltungsseitigen Massepotential einerseits und der Erdung (Massepotential) des Gesamtgehäuses andererseits ver­ mieden, so daß bei nahezu vollständiger Abschirmung störende Hochfrequenzströme auf der Außenabschirmung des Gesamtgehäu­ ses (z. B. eines Rechnergehäuses) zuverlässig verhindert sind. Ferner werden damit sogenannte Massenschleifen vermieden, die sich ebenfalls störend bemerkbar machen könnten. Die unmit­ telbare Erdung der Abschirmung hat darüberhinaus den Vorteil, daß eine Strahlungsemission dieses Teils selbst äußerst ge­ ring gehalten wird und gegen etwaige Strahlungsemission von der Masse-Fläche des Moduls schirmend wirkt. Die übrige kop­ pelseitige Konstruktion bleibt von der Abschirmung vorteil­ hafterweise unbeeinflußt.

Eine montagetechnisch bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Erdungsanschluß zumindest eine aus dem Ge­ häuse austretende und zum Gehäuse hin abgewinkelte federnde Anschlußlasche ist. Für eine besonders zuverlässige Kontak­ tierung des Erdungsanschlusses ist es bevorzugt, wenn der Er­ dungsanschluß an jeder Gehäuselängsseite zumindest eine aus dem Gehäuse austretende federnde Zunge umfaßt.

Eine weitere montagetechnisch bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Abschirmung von dem frontseiti­ gen Ende des Gehäuses aus gesehen unmittelbar hinter einer vertikal orientierten Leiterplatte angeordnet ist, die den elektrooptischen Wandler trägt.

Bei einem konstruktiven Aufbau, wie er eingangs im Zusammen­ hang mit der WO 97/45759 geschildert ist, ist es vorteilhaft, wenn die Abschirmung zumindest einen Durchtrittsschlitz auf­ weist, durch den ein Flachbandkabel zur elektrischen Verbin­ dung der Schaltung mit dem elektrooptischen Wandler durch­ tritt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 und 2 Ausschnitte eines erfindungsgemäßen Moduls in Aufsicht und im Querschnitt;

Fig. 3 perspektivisch ein Schirmblech,

Fig. 4 ein Schirmblech im Querschnitt,

Fig. 5 die Außenkontaktierung eines Erdungsanschlusses und

Fig. 6 die Schirmungsverhältnisse bei einem montierten Modul.

Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte erfindungsgemäße Modul umfaßt eine Koppelbaugruppe 1, die am frontseitigen Bereich 2 eines Modulgehäuses 3 angeordnet ist. Die Koppelbaugruppe um­ faßt neben mechanischen Verriegelungselementen 5 für einen an sich bekannten nicht dargestellten Lichtwellenleiter- Steckverbinder eine Aufnahmehülse 6 für einen Steckerstift des Steckverbinders mit einem anzukoppelnden Lichtwellenlei­ terende. Ferner umfaßt die Koppelbaugruppe 1 einen elektroop­ tischen Wandler 8, der in einem rückwärtigen Aufnahmebereich 10 gehalten ist. Der Wandler kann beispielsweise als elektro­ optischer Empfänger ausgebildet sein und wandelt die von dem angekoppelten (nicht dargestellten) Lichtwellenleiterende ab­ gegebene Strahlung in entsprechende elektrische Signale. Die­ se werden über Anschlüsse 12 auf eine Satelliten-Leiterplatte 14 geleitet, die ihrerseits über eine flexible Leiterplatte 16 mit einer Hauptleiterplatte 17 im Inneren des Gehäuses 3 elektrisch verbunden ist. Auf der Hauptleiterplatte 17 ist in an sich bekannter Weise mit weiteren elektronischen Komponen­ ten 18 eine Schaltung 19 zur Signalaufbereitung und Signal­ verstärkung realisiert. Ferner sind externe Anschlußkontakt­ stifte AS zur externen elektrischen Kontaktierung des Moduls vorgesehen. Über einen Kontakt MS ist die Schaltung mit einem Massepotential verbunden.

Zwischen der elektrooptischen Koppelbaugruppe 1 und den elek­ tronischen Komponenten 18 bzw. zwischen der Satelliten- Leiterplatte 14 und der Hauptleiterplatte 17 ist eine elek­ trische Abschirmung 20 angeordnet. Die elektrische Abschir­ mung 20 ist in einer zur optischen Achse 22 der Koppelbau­ gruppe senkrechten Ebene angeordnet und damit ebenso wie die Satelliten-Leiterplatte 14 vertikal orientiert. Zumindest ei­ ne als Kontaktfeder ausgebildete Lasche 24 ist integraler Be­ standteil der Abschirmung 20 und durchdringt das Gehäuse 3 derart, daß sie von außen kontaktierbar ist. Die Lasche 24 bildet damit einen von der Modulaußenseite zugänglichen Er­ dungsanschluß E. Bevorzugt sind an allen vor Gehäuselängssei­ ten bzw. Gehäusedeckseiten 3a, 3b, 3c, 3d zungenartig ausge­ bildete Laschen oder Kontaktfedern 24 vorgesehen. Die Ab­ schirmung 20 ist als metallisches Schirmblech ausgebildet. Das Schirmblech 20 hat zumindest einen Durchgangsschlitz 26, der in seiner Öffnungsweite auf den Querschnitt der flexiblen Leiterbahn oder Leiterplatte 16 bemessen ist. Die Abschirmung 20 ist vom frontseitigen Bereich 2 aus gesehen unmittelbar hinter der Satelliten-Leiterplatte 14 angeordnet, um eine be­ sonders hohe Abschirmungswirkung zu erzielen.

Mit Hilfe des Schirmblechs 20 ist das Problem elektromagneti­ scher Abstrahlung durch die für den optischen Stecker vorzu­ sehende Öffnung 28 gelöst, so daß das Modul durchaus auch bei Frequenzen von weit mehr als 1 GHz betrieben werden kann, oh­ ne übliche Grenzwerte für abgegebene elektromagnetische Strahlung zu überschreiten. Eine derartige Abschirmungswir­ kung ließe sich zuverlässig mit beispielsweise einer Metalli­ sierung des Kunststoffgehäuses 3 nicht erreichen, weil insbe­ sondere die Kontaktierung an das Modul aufnehmenden Gesamtge­ häuse (z. B. einem Rechnergehäuse) problematisch und unzuver­ lässig ist. Das erfindungsgemäße Modul erlaubt in einfacher Weise eine unmittelbare Kontaktierung der Erdungsanschlüsse 24, so daß eine Isolation dieser Erdung E gegenüber der Si­ gnalmasse MS des Moduls realisiert ist. Damit sind ansonsten störende Hochfrequenzströme auf der Außenschirmung des Ge­ samtgehäuses vermieden. Weiterhin sind auf diese Weise uner­ wünschte Masseschleifen verhindert.

Fig. 3 zeigt perspektivisch eine mögliche Ausbildung eines Schirmbleches 20, wobei die vergleichsweise kleinen und damit für einen Austritt elektromagnetischer Strahlung unkritischen Schlitze 26 gut erkennbar sind. An die Abschirmung 20 können Positionierstifte 32 angeformt sein, die bedarfsweise in ent­ sprechende Bohrungen an einer Leiterplatte eingeführt werden können, die das Modul trägt. Fig. 4 verdeutlicht im Quer­ schnitt die parallele vertikale Orientierung von Satelliten- Leiterplatte 14 und Hauptfläche der Abschirmung 20.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Ausgestaltung eines erfindungs­ gemäßen Moduls, bei dem eine Vielzahl durch die Wand des Ge­ häuses 3 herausgeführter Erdungsanschlüsse 24 über federnde Zungen oder Finger 40 mit einer leitenden Außenwand 42 eines nicht weiter dargestellten Gesamtgehäuses 44 in elektrischem Kontakt sind. Das Gesamtgehäuse 44 kann weitere Module und/oder weitere hochfrequente Komponenten oder Schaltungen aufnehmen. Besonders bevorzugt können die federnden Zungen 40 Bestandteil eines geschlossenen um die Gehäuseaußenseiten 3a, 3b, 3c, 3d umlaufenden Federblechs 46 sein, dessen Öffnung von dem Modul unter Kontaktgabe zwischen den Zungen 40 und dem Federblech 46 durchdrungen ist.

Fig. 6 zeigt die Verhältnisse bei einem gemäß Fig. 5 montier­ ten optischen Modul, wobei der Schirmungsverlauf 50 gestri­ chelt angedeutet ist. Über die federnden Zungen 40 besteht ein zuverlässiger elektrischer Kontakt mit der Wand 42. Die Schirmung 50 verläuft über den Kontakt zwischen dem anderen Zungenende und dem modulnahen Erdungsanschluß 24, sowie in­ nerhalb des Moduls über das Schirmblech 20 bis zur anderen Seite über den Erdungsanschluß 24 und das diesem zugeordneten Ende der Zunge 40 zum in Fig. 6 unteren Teil der Wand 42. Da­ mit ist eine außerordentlich zuverlässige und einfach instal­ lierbare Abschirmung geschaffen.

Claims (5)

1. Optisches Modul mit:
zumindest einer am frontseitigen Bereich (2) eines Gehäu­ ses (3) angeordneten Aufnahme (6) zur optischen Ankopp­ lung eines Lichtwellenleiters an einen elektrooptischen Wandler (8),

• 1. einer in dem Gehäuse (3) untergebrachten elektronischen Schaltung (19), mit der der elektrooptische Wandler (8) elektrisch verbunden ist, und
• 2. einer elektrischen Abschirmung (20) zwischen der Aufnahme (6) und der elektronischen Schaltung (19) mit einem von der Modulaußenseite zugänglichen Erdungsanschluß (24),

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die elektrische Abschirmung (20) gegenüber der Schaltung (19) elektrisch isoliert ist und
• 2. der Erdungsanschluß (24) unabhängig von der Schaltung (19) und dem übrigen Modul unmittelbar auf Massepotential (E) liegt.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. der Erdungsanschluß (24) zumindest eine aus dem Gehäuse (3) austretende und zum Gehäuse (3) hin abgewinkelte fe­ dernde Anschlußlasche (24) ist.

3. Modul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. der Erdungsanschluß (24) an jeder Gehäuselängsseite (3a, 3b, 3c, 3d) zumindest eine aus dem Gehäuse (3) austretende federnde Zunge (40) umfaßt.

4. Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Abschirmung (20) von dem frontseitigen Bereich (2) des Gehäuses (3) aus gesehen unmittelbar hinter einer vertikal orientierten Leiterplatte (14) angeordnet ist, die den elektrooptischen Wandler (8) trägt.

5. Modul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. die Abschirmung (20) zumindest einen Durchtrittsschlitz (26) aufweist, durch den ein Flachbandkabel (16) zur elektrischen Verbindung der Schaltung (19) mit dem elek­ trooptischen Wandler (8) durchtritt.