專利名稱：數(shù)據(jù)傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個根據(jù)權(quán)利要求1前敘部分的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
適用于通過光導(dǎo)線傳送編碼光信號的數(shù)據(jù)傳輸線，按照公知的現(xiàn)有技術(shù)的實踐由一中心支撐件組成，在它的上面支撐著所有光導(dǎo)線的保護(hù)套。光導(dǎo)線本身，在絕大多數(shù)情況下由玻璃纖維組成，單根放置在該保護(hù)套內(nèi)，該保護(hù)套再由一個共同的薄膜重新緊固，并由紡織物和由橡膠制成的另一種共同的保護(hù)外殼包圍，由于每一個光導(dǎo)線在單獨的保護(hù)套內(nèi)的單獨設(shè)置，這樣一類構(gòu)造的數(shù)據(jù)傳輸線在專業(yè)界被稱為“波導(dǎo)管”，在這樣一類數(shù)據(jù)輿線內(nèi)各個纖維的昂貴的保護(hù)原因在于，要借助于保護(hù)外皮使得單根纖維不受機械力的作用并可以防止液體侵入導(dǎo)體。
除了波導(dǎo)管構(gòu)線的數(shù)據(jù)傳輸線外，還公開了具有光導(dǎo)線的導(dǎo)線，其中，大量單根纖維形成線所謂的“導(dǎo)光芯線”，放置在一個共同的保護(hù)皮內(nèi)，在外科或微照領(lǐng)域內(nèi)使用這類導(dǎo)光芯線，一個恒定發(fā)光光源所發(fā)出的光偉送到一個很難到達(dá)的地方。
在德國專利文獻(xiàn)DE3113168C2中公開了一種聯(lián)接前述種類的數(shù)據(jù)線的耦合裝置，該耦合裝置涉及一個導(dǎo)線插頭，其構(gòu)成是能夠徑向?qū)雲(yún)R流的光導(dǎo)線，這就排除了它們的損壞，在此，公知的導(dǎo)線插頭呈現(xiàn)一個凹槽，成膜數(shù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器電路可以插入到該凹槽內(nèi)。轉(zhuǎn)換器電路直接把通過光導(dǎo)線傳輸?shù)墓庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號并具有一個電氣聯(lián)接，轉(zhuǎn)換器電路通過該電氣聯(lián)接聯(lián)到一個對它所提供的電信號繼續(xù)處理的裝置上。
進(jìn)而，在德國公開說明書DE3116252A1中公開了一個光電轉(zhuǎn)換器，該光電轉(zhuǎn)換器可以插在具有一個光導(dǎo)線的導(dǎo)線上。該轉(zhuǎn)換器具有一個外部套管和內(nèi)部套管，這就共同保證了，將轉(zhuǎn)換器的圓片狀的傳感器安放得與光導(dǎo)線的前端面中心相對。
由前解釋的各個單獨元件組成的傳送編碼光信號的裝置在實踐中證明特別地結(jié)實而且不易受到干擾，但它們的共同缺點在于，不論從它們的材料考慮還是從技術(shù)要求考慮制造它們都是費事的，因此價格昂貴特別是其制造使用了大量材料的公知空芯導(dǎo)線不能再循環(huán)使用，故其公知裝置高昂的價格就導(dǎo)致了僅在少數(shù)高價值的應(yīng)用中使用該設(shè)備，與此相對，例如在快速并行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸領(lǐng)域中，在須要大量單根導(dǎo)線時，仍和從前一樣使用銅電欖，這樣一類銅電欖的長度是受到限制的。因此在轉(zhuǎn)輸較長的距離時，在實踐上使用非常慢的串行數(shù)據(jù)傳輸耒代替快的并行數(shù)據(jù)傳輸。在對于較長的轉(zhuǎn)輸距離情況最好使用玻璃纖維。
本發(fā)明的任務(wù)是完成一種前述的那種可以簡單制造的，價格合理的裝置，它能實現(xiàn)快速地，無干擾地傳輸編碼的光信號。
本發(fā)明的任務(wù)是通過具有權(quán)利要求1的技術(shù)特征的裝置實現(xiàn)的。
依本發(fā)明，數(shù)據(jù)傳輸線至少包含8條執(zhí)行單根導(dǎo)線功能的光導(dǎo)線，它特別適合于快速并行數(shù)據(jù)傳輸，這是因為數(shù)據(jù)字的各個比特位同時地通過它們那些彼此分開的分配的光導(dǎo)線進(jìn)行傳送。這樣就排除了電磁輻射對數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽４送饨柚景l(fā)明的裝置，因為傳輸是幾乎無損耗地完成的，所以具有高傳輸速度的并行數(shù)據(jù)能通過長距離進(jìn)行傳送。
本發(fā)明從這樣的知識出發(fā)，為了可靠地傳送編碼光信號所使用的光導(dǎo)線并不要把每一根光導(dǎo)線放在一個特有的保護(hù)套內(nèi)。因此，依本發(fā)明所有的傳送光信號所確定的光導(dǎo)線按照導(dǎo)光芯線的種類沒有保護(hù)地設(shè)置在一個共同的外皮內(nèi)。和現(xiàn)有技術(shù)不同地是每一根光導(dǎo)線都用于傳輸一個獨立的光信號。光導(dǎo)線的終端都引入到耦合元件內(nèi)，這樣可以避免機械損壞光導(dǎo)線的危險，每個單獨光導(dǎo)線的費事的保護(hù)可以去掉了，因此和已經(jīng)公知的導(dǎo)線相比，由于使用了非常少的材料就可以制造，本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸線具有顯著低的價格。其中，光導(dǎo)線的前端部直接安置在耦合元件的范圍內(nèi)，使得數(shù)據(jù)傳輸線直接聯(lián)接在相應(yīng)構(gòu)造的耦合元件上，而在耦合元件內(nèi)就無須昂貴的轉(zhuǎn)換器電路裝置或其它耦合措施。
本發(fā)明構(gòu)形的其它優(yōu)點可以從從屬權(quán)利要求看出，并且在下面進(jìn)行闡述。
耦合元件的開孔的安置應(yīng)當(dāng)為光柵形，以便其應(yīng)用性使現(xiàn)存的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得到簡化或制造新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。開孔的交錯排列使獨較多的孔安放在一個窄的有限的表面上。當(dāng)開孔本身構(gòu)成光導(dǎo)線的導(dǎo)向裝置時，這能簡化耦合元件的形式。當(dāng)通孔具有漏斗狀的擴徑時，在通過這樣形狀可以使導(dǎo)線推放進(jìn)開孔時，就使光導(dǎo)線和耦合元件的聯(lián)接得到簡化，漏斗擴徑在此是擴大固定的容積，例如使用粘接材料如粘附劑(Hafttuppen)或熱膠粘劑。如果導(dǎo)線的端面成束地和耦合元件的端面對齊，這就是說放在一個端面平面內(nèi)，特別有好處。
為了對發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸裝置進(jìn)一步進(jìn)行簡化，因此建議，耦合元件，光導(dǎo)線，和光導(dǎo)線的共同外皮均由同族塑料構(gòu)成。
權(quán)利要求9和10給出了一個特別結(jié)實的耦合元件的實施例。這里為了進(jìn)一步地簡化其耦合元件外殼應(yīng)由兩個對稱的部件組成。
權(quán)利要求12要求按照本發(fā)明裝置傳輸光信號特別適合的裝置進(jìn)行保護(hù)。在該裝置中所設(shè)置的電路是以高電流靈敏度，靜態(tài)信號放大和極小的功能為為技術(shù)特征的。這樣，本發(fā)明的裝置可以實現(xiàn)任意的輸出信號電平，其中，信號的上升時間和持續(xù)時間僅僅取決于光敏傳感器的質(zhì)量。正如接收信號的裝置一樣在權(quán)利要求14中通過特別的簡化表示了所列舉的發(fā)光信號的本發(fā)明裝置的特征，在該電路中可以通過簡單的手段改變發(fā)射光的功率。
由于前述的理由，本發(fā)明的裝置特別適合于并行數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)各個單獨的光導(dǎo)纖維的數(shù)量的多少，通過該裝置串行編碼信息也可以附加到一個并行的傳輸上進(jìn)行傳送，根據(jù)Centronics或者IEEE488標(biāo)準(zhǔn)也能進(jìn)行并行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)然，本發(fā)明的裝置作為總線-無線電收發(fā)兩用機的一部分，也是可以的。
下面借助于描述一個實施例的附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明。


圖1給出了作為形成第一耦合元件的插頭的一部分的俯視圖，它是根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸裝置的一部分。
圖2是圖1耦合元件的前視圖;
圖3是根據(jù)本發(fā)明的作為形成第二耦合元件的插座的剖面俯視圖;
圖4是接收編碼光信號的裝置的電路圖。
如圖1和圖2所示，作為所形成的耦合元件1的插頭對稱地分成兩個部分2、3，其中，分割面T調(diào)準(zhǔn)在垂直于耦合元件1的前端面4。部分2、3通過沒有畫出的卡緊式聯(lián)接或擰緊式聯(lián)接可御下地相互聯(lián)接在一起。耦合塊1呈現(xiàn)一個完全矩形的形式，在其前端面4內(nèi)，它的邊緣部分4a對著端面4向后斜切，并形成個通孔5。
通孔5以一個固定柵格r的距離相互分離地排列成平行的列6，7，其中列6和列7錯開一個通孔5的寬度b排放著。它們在于它們端面4相對的斷面上有漏斗狀擴孔8，這些漏斗狀擴孔8匯入由2、3部分的壁9所圍成的空間10內(nèi)。
每個通孔5都作為任意一個光導(dǎo)線11的終端導(dǎo)向裝置，光導(dǎo)線11被導(dǎo)入分配給它的通孔5，它的端部S成束地和耦合元件1的端部4對齊。光導(dǎo)線11是數(shù)據(jù)傳輸線12的一部分它們的端部總是固定在耦合元件1的上面。在數(shù)據(jù)傳輸體12的一個共同的外殼13內(nèi)設(shè)置著光導(dǎo)線11，它們沒有自己單獨分開的保護(hù)。
圖3給出了形成第二個耦合元件14的插座，該元件14是由一塊制成的并作為沒有單獨畫出的傳送和接收編碼光信號裝置的聯(lián)接件。耦合元件14具有和經(jīng)一個凹槽15其形狀與耦合元件1的形式相適應(yīng)，因此耦合元件1能形狀配合地插入到凹槽15內(nèi)。在凹槽15的底壁16內(nèi)形成通過孔17。不僅通孔17的形狀而且它們的排列都與第一耦合元件1的通孔5的形狀和排列相符合，這樣光導(dǎo)線端S成束地安放在通孔17的端側(cè)20。在前面給出的通孔17內(nèi)可以安置光敏傳感器18，與此相對在其它的通孔17內(nèi)可以裝置光發(fā)射器19，例如發(fā)光二極管。傳感器18和光發(fā)射器19的端面20成束地和槽16的底壁16的對應(yīng)面20對齊。傳感器18通過導(dǎo)線21，22與圖4所示的接收光導(dǎo)線11傳送的編碼光信號的電路相聯(lián)，而光發(fā)射器19總是與一個未單獨示出的用于發(fā)射編碼光信號的電路相聯(lián)，該電路是根據(jù)通常的發(fā)射方法進(jìn)行工作的。
根據(jù)一個未在圖中示出的變形，其它數(shù)據(jù)傳輸線的其它的光導(dǎo)線也可以放置在通孔17內(nèi)，這樣就能實現(xiàn)兩個導(dǎo)線的一伸簡單的不易受干擾的耦合。
發(fā)射光信號的電路除了具有光發(fā)射器19外還包括該發(fā)射器19的驅(qū)動電路，該電路與二進(jìn)制信號輸出單元相聯(lián)。該輸出單元例如可以涉及個人計算機的中心接口。還有一個聯(lián)接器聯(lián)到接口，它無須別的就可以按照IEEE488標(biāo)準(zhǔn)給出并行信號。眾所周知IEEE488接口也可以作為GPIB接口(GPIB-通用接口總線)在圖4給出的用于接收光信號的電路除了包括上述的光電二極管所構(gòu)成的傳感器18外，還包括一個與其并聯(lián)的電阻R1，以及基極與電阻R1和傳感器18相聯(lián)的晶體管T1。晶體管T2，電阻R2及一反饋單元RK1的聯(lián)線與晶體管T1的發(fā)射極相聯(lián)。一個可翻轉(zhuǎn)的閾值級S1及一個電阻R3與晶體管T2的集電極相聯(lián)。閾級S1的輸出與反饋單元RK1的輸入端相聯(lián)。
在接收光信號的電路中，通過作為射極跟隨器連接的兩極型晶體管T1，該晶體管T1的輸出電流在電阻R2上形成一個電壓降，而以這樣簡單的方式實現(xiàn)電流放大的。晶體管T2放大該電壓降，這樣就加在電阻R3上一個幅度放大的，反相的電壓信號，該信號通過閾值級S1又進(jìn)行一次反相并且限制在標(biāo)準(zhǔn)電壓電平(例如，根據(jù)TTL標(biāo)準(zhǔn))。
電流放大晶體管T1和電壓放大晶體T2相互聯(lián)接，此處晶體管T2和晶體管T1是互補的而且呈現(xiàn)類似的溫度特性，因此在進(jìn)行電壓放大時，由于溫度變化產(chǎn)生的漂移得到了補償。這樣，在放大時，由于溫度變化的漂移的影響通過晶體晶體管T1，T2相互抵消了。這就需要調(diào)整R1和T1的電壓和T2的工作范圍，使得在傳感器18沒有輸入信號時，流入晶體管T2的電流能可靠地保證電路的輸出端A是處在低電平。
如果傳感器不與電阻R1并聯(lián)而是反向接在晶體管T1的基極和電壓VEE之間，則前述用于接收光信號的電路的性能將以簡單的方式反向。在應(yīng)用光電二極管的情況下，這種運行方式將使放大的信號的邊緣變陡峭，這是因為此時傳感器18上加有反向電壓。
根據(jù)圖4，電路還通過元件S1，RK1設(shè)置了反饋。通過改變晶體管T2的工作點該反饋使得S1的輸入電平接近其當(dāng)時的開關(guān)閾值。由此在接收機中的輸入X信號的直接圖象抵達(dá)輸出端A。
權(quán)利要求
1.數(shù)據(jù)傳輸裝置帶有一個至少含有一根光導(dǎo)線(11)的數(shù)據(jù)傳輸線(12)，該數(shù)據(jù)傳輸線的兩個端部具有一個第一耦合元件(1)，該耦合元件可以卸下地和第二耦合元件(14)相耦合，該耦合元件(14)附加于一個發(fā)射和/或接收編碼光信號的裝置或其它的數(shù)據(jù)傳輸線，其技術(shù)特征是，每條至少一個數(shù)據(jù)字比特位數(shù)的數(shù)據(jù)傳輸線(12)具有用來傳輸至少一個數(shù)據(jù)字比特位相對應(yīng)的光導(dǎo)線(11)，大量的光導(dǎo)線(11)沒有保護(hù)地敷設(shè)在一個共同的外皮(13)內(nèi)，第一耦合元件(1)具有導(dǎo)向裝置，任一光導(dǎo)線(11)的端部通過導(dǎo)向裝置集中地引導(dǎo)到在第一耦合元件(1)的端面(4)形成第一個通孔(5)并保持在那里，第二耦合元件(14)具有和第一通孔對中心的第二個通孔(17)，在耦合元件(1、14)聯(lián)在一起的狀態(tài)下，在通孔17內(nèi)安置著光敏的并和發(fā)送和/或接收編碼光信號相聯(lián)的傳感器(18)或光發(fā)射器(19)或與數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線(12)的光導(dǎo)線(11)的端面直接靠著的另一個數(shù)據(jù)傳輸線的另一個光導(dǎo)線的端部。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其技術(shù)特征是;耦合元件(1、14)的通孔(5，17)以均勻的柵格尺寸(r)距離相互分開地設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其技術(shù)特征是;耦合元件的通孔(5、17)以相互錯開的行(6、7)設(shè)置。
4.按照權(quán)利要求1至3中任一個的裝置，其技術(shù)特征是;通孔(5、17)構(gòu)造成溝道形而且在耦合快(1、14)端面(4、16)相對的斷面上形成導(dǎo)向段，用以在其內(nèi)裝入分配給它的光導(dǎo)線(11)及傳感器(18)或光發(fā)射器(19)。
5.按照前述權(quán)利要求任一個的權(quán)利要求，其技術(shù)特征是;每一個通孔(5、17)在耦合元件(1、14)內(nèi)部的分配給它們的區(qū)域內(nèi)呈現(xiàn)漏斗形。
6.按照前述權(quán)利要求任一個的裝置，其技術(shù)特征是;第一耦合元件是一個插頭和第二耦合元件是一個插座。
7.按照權(quán)利要求任一個的裝置，其技術(shù)特征是;耦合元件(1、14)，光導(dǎo)線(11)和數(shù)據(jù)傳輸線(12)的共同的外皮(13)是由同族塑料組成。
8.按照前述權(quán)利要求任一個的裝置，其技術(shù)特征是;光導(dǎo)線(11)或傳感器(18、19)的端側(cè)(20)總是面平行地與耦合元件(1、14)的端側(cè)表面(4、16)對準(zhǔn)。
9.按照前述權(quán)利要求任一個的裝置，其技術(shù)特征是;作為構(gòu)成耦合元件(1)的插頭具有一個矩形的斷面，在該矩形自由端上形成了耦合元件(1)端側(cè)面(4)，而另一個耦合元件(14)具有一個相應(yīng)有矩形凹槽(15)，插頭的斷面能形狀相配地插入到該凹槽內(nèi)，而且在它的底壁(16)上形成了用于光導(dǎo)體或傳感器(18、19)的通孔。
10.按照權(quán)利要求9的裝置，其技術(shù)特征是;插頭的矩形斷面在端面邊緣具有一個環(huán)繞的，相對于端面(4)向后的斜切面(4a)。
11.按照前述權(quán)利要求中任一個的裝置，其技術(shù)特征是，耦合元件(1)是由兩個對稱的部分(2、3)組成的。
12.按照前述權(quán)利要求中任一個的裝置，其技術(shù)特征是;接收由數(shù)據(jù)傳輸線(12)傳送的編碼光信號的裝置包括一個將光信號轉(zhuǎn)變成電信號的光電二極管(18);一個放大光電二極管產(chǎn)生的信號的放大電路;一個將信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字電壓電平信號的信號變換電路，其中，不僅放大電路而且信號變換電路總具有對溫度變化影響進(jìn)行補償?shù)奶匦缘脑蛟M合。
13.按照權(quán)利要求12的裝置，其技術(shù)特征是;另一個將信號變換電路提供的信號放大到預(yù)先給定的電壓電平的放大電路設(shè)置在該信號變換電路的后面。
14.按照前述權(quán)利要求中任一個的裝置，其技術(shù)特征是;發(fā)送由數(shù)據(jù)傳輸線(12)要傳送的光信號的裝置具有一光發(fā)射器(19)和一個驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路將一個由編碼裝置提供的電壓信號放大到使光發(fā)射器(19)運行的必要的電平。
15.對前述的并行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋?quán)利要求的任一個裝置的應(yīng)用，其中，每一個導(dǎo)線(11)都至少分配并行傳送數(shù)據(jù)字的一比特位。
16.按照權(quán)利要求15的應(yīng)用，其技術(shù)特征是;光導(dǎo)線(11)的一部分附加地傳送串行編碼數(shù)據(jù)。
17.按照權(quán)利要求15或16的應(yīng)用，其技術(shù)特征是;根據(jù)Centronics標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議書實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)傳輸。
18.按照權(quán)利要求15或16的應(yīng)用，其技術(shù)特征是;根據(jù)IEEE-標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議書實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)傳輸。
19.按照權(quán)利要求15或16的應(yīng)用，其技術(shù)特征是;光導(dǎo)線構(gòu)成了一個收發(fā)機的并行比特位總線的一部分，它們的信道數(shù)是由光導(dǎo)體的數(shù)目確定的。
全文摘要
數(shù)據(jù)傳輸裝置，具有至少包括一根光導(dǎo)線的數(shù)據(jù)傳輸導(dǎo)線，兩端具有和第二耦合元件相耦合的第一耦合元件，大量的光導(dǎo)線無保護(hù)地敷設(shè)在一個共同的外皮內(nèi)，其端部通過導(dǎo)向裝置集中地引入并保持在第一耦合元件端部的第一通孔里，第二耦合元件具有與之對準(zhǔn)的第二通孔，通孔內(nèi)安置著光敏的并和發(fā)送和/或接收編碼光信號相聯(lián)的傳感器或光發(fā)射器或與數(shù)據(jù)傳輸線的光導(dǎo)線的端面直接靠著的另一個光導(dǎo)線或另一個數(shù)據(jù)傳輸線的端部。
文檔編號G02B6/42GK1095202SQ93120750
公開日1994年11月16日 申請日期1993年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月30日
發(fā)明者克勞斯·沃爾特, 迪特爾·亨克 申請人:克勞斯·沃爾特, 迪特爾·亨克