wo 02/093222 Al
— as lo the applicanl 's enllllemenl lo chim Ihe prlorily oflhe For lwo-letter codes and oiher abbrevl tions, refer lo the "Guid- , s rlier ppllcalion (Rule 4. 17(ili)) for alt designadons anee Notes- on Codes and Abbrevlations" app aring t Ihe begin- ning of each regxüar issuc oflhe PCT Gazetie, Publislied: — wit internalional search reporl — befare Ihe expiralion of the lime !lmll for nmending tlie . clalms and to be republlshúd in Ihe event of recelpl of amendm&nis
DISPOSITIVO PARA INSTALAR UN TRANSDUCTOR FOTOELÉCTRICO EN UN DISPOSITIVO DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES ELECTRICAS
DESCRIPCION
La presente invención se refiere a un dispositivo para acomodar un transductor fotoeléctrico en un dispositivo de procesamiento de señales eléctricas.
En el sistema de televisión por cable (sistemas de TV por cable) las señales de televisión son transmitidas desde un proveedor o suministrador de televisión por cable hacia una comunidad de muchos diferentes usuarios de televisión, via o a través de cables coaxiales eléctricos o cables ópticos que comprenden fibra de vidrio. Con el fin de obtener una anchura de banda grande, se está volviendo cada vez más y más común la transmisión óptica via cables ópticos o fibras. Pero dentro de las comunidades de CATV mismas los cables axiales eléctricos ya instalados en los edificios son todavia utilizados. Por lo tanto, las señales de televisión ópticas moduladas en amplitud (AM) transmitidas a través de los cables ópticos tienen que ser convertidas a señales de televisión eléctricas 2
de frecuencia de radio correspondientes (alta frecuencia) por los transductores (o convertidores) fotoeléctricos (o: optoeléctricos , optoelectrónicos) tales como los diodos fotodetectores PIN u otros fotodetectores . El transductor fotoeléctrico es fijamente conectado al extremo de una fibra de vidrio para transmitir las señales ópticas a la entrada óptica del transductor. Una salida eléctrica del transductor fotoeléctrico está eléctricamente conectada a un amplificador eléctrico CATV para amplificar las señales eléctricas convertidas, en la salida del transductor. El amplificador CATV contiene componentes ^electrónicos activos y pasivos acomodados sobre un sustrato tal como un sustrato de cerámica de película gruesa delgada o un tablero de circuitos impresos (PCB) y un cuerpo portador metálico sobre el cual está montado un sustrato, y una cubierta o alojamiento protector para proteger al sustrato de los componentes electrónicos sobre el mismo. El cuerpo portador metálico está ueualmente diseñado de acuerdo a un estándar internacional SOT115 y, en consecuencia, es de forma básicamente rectangular y de dimensiones estandarizadas.
3
El transductor fotoeléctrico está montado, directa o indirectamente por medio de un portador transductor, sobre el sustrato y mecánicamente soportado solamente por el sustrato. Además, la salida eléctrica del transductor está eléctricamente conectada a los circuitos electrónicos sobre el sustrato. La fibra de vidrio conectada al transductor está protegida por una funda rígida de caucho la cual es mantenida fijamente y no positivamente dentro de una abertura dentro del alojamiento protector. La unidad completa que comprende el amplificador eléctrico y el transductor fotoeléctrico montado, es también llamado un módulo receptor óptico. Un transductor optoeléctrico para el uso en un módulo receptor óptico CATV, es descrito en la Patente de los Estados Unidos No. 5,627,531 A. Este transductor optoeléctrico conocido contiene un dispositivo fotónico tal como un fotodiodo o un diodo emisor de luz o láser fijado a un portador de dispositivo fotónico de material de cerámica, y contiene además un portador de fibra que tiene un canal del cual una porción extrema de una fibra óptica de modo simple o múltiple está montada y fijada dentro por medio de soldadura o adhesivo. El portador de fibra está provisto con una superficie reflectora y conectado al portador del dispositivo fotónico de urja manera tal que la superficie reflectora está alineada con la fibra óptica y el dispositivo fotónico. Este transductor optoelectrónibo conocido puede ser utilizado ya sea para convertir1 las señales i Ópticas en eléctricas y la aplicación de televisión por cable convencional o para la conversión de señales t eléctricas en ópticas en los sistemas de TV por* cable modernos, interactivos o bidireccionales que permiten una transducción de señal en la dirección opuesta desde el usuario de televisión hacia el proveedor de televisión, el tipo del dispositivo fotónico encapsulado depende de la dirección dje la señal requerida . i Un número de métodos y diepqsltiv<ps son-conocidos en la técnica, que son capaces fie montar un transductor fotoeléctrico a un sustrjato de un amplificador CATV. t Es conocido el montar el j tranBductor fotoeléctrico sobre el sustrato soldándolo^ a una pinza metálica mecánica como un portador transduojto , 61 ci^al a su vez está soldado al sustrato. Otro método particular de i mont un transductor fotoeléctrico a un sustrato Involucra uso de un adhesivo, tal como una de !las resi 5
?' curables por UV o de termoendurecimiento, para encolar el transductor a un portador de plástico y el portador al sustrato . Ambos métodos conocidos no necesitan, o solamente necesitan una parte extra para el montaje del transductor sobre el amplificador CATV, s n baratos y cumplen con las tecnologías estándares y, <$e este modo, son apreciados y bien establecidos entre aquellos expertos en la técnica. Un objetivo de la Invención es proporcionar, 5: no obstante, una alternativa para acomodar un í; transductor fotoeléctrico en un dispositivo de procesamiento de señales eléctricas, que jcomprenJe un t sustrato que lleva componentes electrón!cois y/o circuitos para los componentes electrónicos en comparación a la técnica anterior mientras que, al mismo tiempo, no utiliza ningún espacio adijcional sobfe el sustrato. í r Incluso si no están integrados componentes o circuitos electrónicos adicionales sobre ^1 sustrato, i ! el diseño de los circuitos se vuelve ho obstante completamente independientemente del transductor fotoeléctrico, haciendo posible un más arto grado de libertad dentro de la porción eléctrica del dispositivo de procesamiento de señales y/o permitiendo un diseño 6
estándar del sustrato para el uso en un amplificador puramente eléctrico así como un receptor óptico y/o varios diseños diferentes de los sustratos, por ejemplo para diferentes bandas de frecuencia. Una ventaja adicional de la invención es la libertad del posicionamiento del transductor mismo, el cual a su vez no depende del diseño efectivo del sustrato, y puede ser elegido meramente de acuerdo a las necesidades para el acomodo del transductor, su conexión eléctrica y su conexión óptica optimizada a la fibra de vidrio. El transductor fotoeléctrico puede ser colocado o posicionado en cualquier posición deseada en o en la proximidad del dispositivo de procesamiento de señales, simplemente mediante la conformación y el acomodo del dispositivo que porta el transductor, consecuentemente. Adem s, el transductor fotoeléctrico, en particular cuando está equipado con la fibra óptica, es muy sensible a las tensiones mecánicas y térmicas. El montaje de acuerdo a la invención no reduce el riesgo de daño al transductor sensible, considerablemente, ya que él transductor no tiene que ser sometido a influencias térmicas durante su montaje como en el proceso de encolado o soldadura en la técnica anterior.
7
Cuando se hace referencia al término "fotoeléctrico" éste incluye la transformación de las señales numerosas u ópticas en corriente eléctrica o señales eléctricas, así como de la corriente eléctrica o las señales en señales luminosas u ópticas. Los términos "óptico" o "luminoso o luz" incluyen no solamente el espectro visible sino también el espectro infrarroj o . Las modalidades y aplicaciones preferidas del dispositivo de la invención, son reclamadas en las reivindicaciones dependientes con referencia a la reivindicación 1. En general, el transductor fotoeléctrico es eléctricamente conectado o conectable al sustrato por medio de conexiones eléctricas, preferentemente por conexión alámbrica y/o soldadura. Estas conexiones eléctricas no cumplen ninguna función de soporte o apoyo mecánico para el transductor. El transductor fotoeléctrico es mecánicamente soportado solamente por el portador del sustrato a través del dispositivo portador del transductor y no por el sustrato a través de la conexión eléctrica con éste. En otras palabras, el transductor podría ser firmemente mantenido en su posición relativa al sustrato incluso si fueran retiradas las conexiones eléctricas.
8
En una modalidad ventajosa el sustrato está acomodado o fijado sobre o en una porción central del portador del sustrato y el dispositivo de portación del transductor está conectado o conectable al portador del sustrato en una porción del portador del sustrato que yace fuera de o adyacente a la porción central. Para la autoalineación de al menos un par de los componentes que van a ser conectados, en particular el dispositivo de portación del transductor o la cubierta superior y el portador del sustrato y el dispositivo de portación del transductor y el transductor fotoeléctrico, los dos componentes de un par son proporcionados con auxiliares de aj ste y/o con medios de conexión de autoalineación. De este modo, el dispositivo en esta modalidad no necesita el uso de manejo adicional o herramientas de alineación. En una modalidad preferida, el dispositivo de portación del transductor es montado sobre el portador del sustrato por medio de al menos uno o una combinación de los siguientes medios de conexión, a saber la conexión por espiga-orificio, medios de ajuste a presión y medios de abrazamiento. Estos tipos de medios de conexión son en particular capaces de alinear el transductor de manera precisa con respecto al sustrato.
En otra modalidad más, el dispositivo ¿ortador del transductor comprende un portador del transductor dentro o sobre el cual el transductor fotoeléctrico es montable o es montado, y un sujetador deli portador al cual el portador del transductor es preferentemente desprendiblemente (o: liberablemente , removiblémente) , asegurable (o: acoplable, montable, conectadle.) o asegurado (o: acoplado, montado, conedtado) r El sujetador del portador está conectado o conec dle con o hacia o sobre el portador del sustrato del dispositivo de procesamiento de señalesi eléctricas. Por lo tanto, son introducidas dos partea^ adicionales para acomodar el transductor en el' medio de procesamiento de señales, a saber el portador del transductor para llevar el transductor y <el sujetador del portador para sujetar el portador del tjransductor . Esto permite un montaje flexible del traneductor y en particular de una ??ß de luz conectada con el transductor, ya que el trinsductor y/o la guia de luz pueden ser ya sea desprjBndibies del portador del transductor o permanentemente fijados al portador del transductor o incluso también el sujetador del portador, por ejemplo por pegamento, .? fijar los componentes ópticos permanentemente al portador <Jel sustrato. \ 10
El portador del transductor y e¾ transductor recibido o montado forman una unidad fcrajnsductora la cual está montada sobre o dentro del a^ijetador del portador y puede, en una modalidad, del sujetador del portador fácilmente. En el;¡ caso de una i unidad transductora permanentemente ensamblada el sujetador del portador puede, en otra m dal^dad más, ser diseñado removible del portador del' sustrato. Por lo tanto, en ambas modalidades, el tranBdliCtor, con o sin su portador del transductor, puede ser ] removido del dispositivo de procesamiento de señales al cu^l está montado el sujetador del portador. ¡Y que el transductor ee sujetado y preferentemente protegido por el portador del transductor y, en particula , el sujetador del portador, el riesgo de daño al transductor durante el desmontaje de ¦ la Unidad transductora y/o el sujetador del ¿ortadQfc eo significativamente reducido. ? En el caso en que el dispositivo de procesamiento de señales o el transductor to®léctrico í tengan que ser reemplazados debidj al mal funcionamiento o al daño, la unidad que va a ser reemplazada puede ser separada de la unidid intacta y puede ser reemplazada por una unidad nuevá. A ell©? expertos en la técnica apreciarán que el costo de 11
material del transductor fotoeléctrico solo, o aún más junto con la fibra óptica usualmente integrada en éste y el conectador de la fibra óptica, es usualmente mayor que el costo de material de un dispositivo de procesamiento de señales electrónicas típico en particular más de 1.5 veces el costo de material de un amplificador CATV eléctrico, completo. En consecuencia, el diseño de acuerdo a esta modalidad preferida permite remover fácilmente y reutilizar (o reciclar) un transductor bueno de un dispositivo de procesamiento de señales eléctricas malo, lo cual es claramente ventajoso. Además, si un dispositivo optoeléctrico completo que comprende el dispositivo de procesamiento de señales eléctricas y la unidad transductora eléctrica tiene que ser desechado de las diferentes partes, éste puede ser fácilmente separado para fines de reciclamiento . El transductor es, en una modalidad preferida, desprendiblemente asegurado o asegurable al portador del transductor, en particular mediante ajuste a presión o por medios de abrazamiento. También, el portador del transductor es asegurado o atsegurable al sujetador del portador preferentemente mediante ajuste a presión o medios de abrazamiento.
12
Además, el dispositivo de portación del transductor o, en particular, el portador del transductor puede comprender varias secciones de retención (o secciones de contenimiento 1 o fijación, secciones de detención o limitación) entrie las cuales i el transductor está acomodado, y por las cuales se previene sustancialmente que el transductor se mueva o se caiga. Preferentemente, para utilizar todo el espacio sobre el sustrato y, con eso incrementar * el grado de libertad dentro de la porción eléctrica del dispositivo de procesamiento de señales, el diseño del transductor fotoeléctrico, el portador del transductor y el sujetador del portador permite que el transductor sea montado aparte del sustrato o del dispositivo de procesamiento de señales a una distancia mínima predeterminada suficiente para que los componentes electrónicos sean acomodados por debajo del transductor sobre el sustrato. En una modalidad ventajosa y preferida el dispositivo comprende una cubierta superior, montada o montable sobre o por encima del sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor. Después de montar la cubierta superior y el sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor 13
forman conjuntamente un alojamiento ptfotector que encierra al menos el transductor o el portador del transductor con el transductor montado y preferentemente también los circuitos electrónicos o el sustrato. La cubierta superior es preferentemente desprendible del dispositivo de portación del transductor o el sujetador del portador. En particular, el sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor puede estar provisto con una plataforma transductora para montar el portador al transductor o el transductor y una pared lateral que rodea la plataforma del transductor, y preferentemente también el sustrato cuando el sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor está montado sobre el portador del sustrato. Esta pared lateral podría proporcionar la parte inferior de una pared de alojamiento mientras que, por ejemplo la pared exterior en forma de caja de la cubierta superior, puede constituir una parte superior de la pared del alojamiento. En una modalidad ventajosa el sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor, en particular la parte de plataforma, se extiende sobre el sustrato permitiendo que el transductor otoeléctrico montado sea eléctricamente conectado 14
fácilmente al dispositivo de procesamiento de señales sin utilizar ningún espacio sobre el sustrajo. j La cubierta superior está, en una modalidad ventajosa, asegurada o conectada al portador del sustrato también, preferentemente fijando o redenierido el sujetador del portador o el dispositivo de portación del transductor haci o contra el portador del sustrato, en particular por conexión no 1positiva y/ó conexión por espiga-orificio. j; Con el fin de remover el traisductor del dispositivo de procesamiento de señales eléctricas, la conexión entre la cubierta superior y el portador del sustrato puede ser rota o destruida, ipor, ejemplo mediante perforación de las espigas, sjin dañar él ? transductor dentro de la cubierta superiojr, y deepués de esto la cubierta superior puede ser i removida (y desechado) y el dispositivo de portación del transductor puede ser removido del portador del sustrato y puede ser reutillzado o reciclado. j. Cuando el transductor fotoeléctrico esté equipado y ópticamente conectado con una Iguía de lu2, en particular una fibra de vidrio, el dispositivo de portación del transductor y/o el portador del transductor y/o el sujetador del portador y/o la j cubierta superior pueden comprender un paisaje para la guía de luz con una pared de paso que prdtege la guía de luz mecánicamente. La guía de luz puede, como ya ae í mencionó, en una modalidad específica ser fijada , dentro del dispositivo de portación del transductor ojt el portador del transductor, en particular con pegamento, , con el fin de reducir la tensión de jalón aplicada a ¡La guía de luz, en particular desde el transductori. Para este propósito el portador del tran^ductor es preferentemente proporcionado con uní orificio, 1 preferentemente en una pared de paso, a tra és o dentro de la cual puede ser aplicado pegamento para fijar la guía de luz en este punto al portador del. transductor y, posiblemente, también al sujetador del portador, simultáneamente. Para guiar la guía de luz y protegerla de la tensión mecánica y de la flexión, la cubierta superior y el sujetador del portador o el diJpositfcvo de portación del transductor, comprenden dos secciones recortadas correspondientes que forman, cuando son montadas, una abertura para la guía de lijz. En esta abertura o en cada una de las secciones recortadas está acomodada preferentemente una parte tjle cojinete elástico como un cuerpo altamente elástico|r incrustado dentro, formando una o ambas partes de cojinete un 16
cojinete sustancialmente en forma de rizo o de anillo para la guía de luz dentro de la abertura. Preferentemente, el cojinete elástico proporciona un centro de rotación para la guía de luz. Esta modalidad permite la flexión máxima de la fibra de vidrio sin inducir daño a la fibra de vidrio durante el montaje del transductor y el dispositivo de procesamiento de señales . La aplicación preferida del dispositivo de acuerdo a la invención es para o en un dispositivo optoeléctrico "híbrido" tal como un receptor o transmisor optoeléctrico o un receptor y transmisor optoeléctrico combinados. El dispositivo de procesamiento de señales eléctricas comprende preferentemente un amplificador eléctrico, en particular un amplificador de televisión CATV o por cable, en donde el portador del sustrato está preferentemente diseñado de acuerdo al estándar SOT 115. Las diversas características y ventajas de la presente invención serán comprendidas mejor por referencia a la descripción detallada siguiente, tomada en conjunto con los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 ilustra un esquema de montaje para montar un transductor fotoeléctrico en un amplificador 17
CATV en una vista posterior en perspectiva, en despiece (o isométrica) , La Figura 2 muestra una secuencia ;de los pasos de montaje para montar el transductor fotoeléctrico de acuerdo a la Figura 1 dentro de su portador del transductor en una vista lateral, La Figura 3 ilustra el portador del transductor con el transductor montado después de llevar a cabo los pasos de montaje de la Figura 2 en una vista posterior en perspectiva, La Figura 4 ilustra el esquema de montaje completo de la Figura 1 después de realizar los pasos de montaje de la Figura 2 en una vista posterior en despiece., La Figura 5 muestra la unidad transductora de acuerdo a la Figura 3 montada sobre el portador, en una vista frontal en perspectiva sin la pared lateral del sujetador del portador, La Figura 6 ilustra un esquema de montaje o ensamble que comienza a partir de la Figura 4 después de montar la unidad transductora de acuerdo a la Figura 2 a 4 dentro del sujetador del portador y el sujetador del portador sobre el amplificador CATV sin la cubierta superior en una vista superior en perspectiva, 18
La Figura 7 muestra el montaje completo que resulta de aquel de la Figura 5 y 6 por el montaje de la cubierta superior, y La Figura 8 muestra una vista lateral de la cubierta superior y el sujetador del portador con el cojinete elástico para la fibra de vidrio con mayor detalle . Las partes similares son diseñadas por símbolos de referencia similares en la Figura 1 a la Figura 8. Es notorio que cualquier referencia a la presente a "una modalidad" o "la modalidad" significa que una peculiaridad, estructura o característica particular descrita en conexión con la modalidad, es incluida en al menos una modalidad de lá invención. Las apariencias de la frase "en una modalidad" en diversos sitios en la especificación no son necesariamente todos referentes a la misma modalidad. Un transductor fotoeléctrico convencional (o fotodetector) está designado por el número de referencia 20 e incluye un cuerpo o alojamiento que contiene un fotodiodo (o diodo fotodetector) 22, en particular un fotodiodo PIN, un caequillo (o manguito de sujeción) 24 y un extremo de una fibra de vidrio (o cualquier otra guía de luz) 26 para transmitir señales ópticas o luminosas al fotodiodo 22, que convierte 19
estas señales en señales eléctricas. El querpo con el fotodiodo 22 encerrado puede ser elaborado-; de cerámica y preferentemente se extiende ortogonal al caequillo 24 y a la fibra de vidrio 26 de modo que ser obtiene una estructura en forma de t o de martillo de| transductor fotoeléctrico 20. Sobre la parte superiojr del cuerpo de cerámica con el fotodiodo 22, dds contactos eléctricos 22A y 22B están acomodados a lin distancia uno del otro a la cual puede ser etectftdo el fotovoltaje o la corriente del fotodiodo 22J, En un dispositivo especifico de procesamiento de señales, un amplificador de televisiói por cable convencional o un amplificador CATV es- mostrado y designado por el número de referencia 10 j comprende, usualmente plano y frecuentemente rectangular, u sustrato 11 y un cuerpo 17 portador del «sustrato que porta el sustrato 11, y que tiene dimensiones de acuerdo al estándar internacional SOT 115. : El procesamiento de señales electrónicas o eléctricas y/o los circuitos de amplificacjlón 1¿ están acomodados sobre el sustrato 11, los cualep pueden ser formados como o por un tablero de circuitojB impresos u otro sustrato impreso en tecnología de película gruesa o delgada. Los circuitos de amplificacióh usualmente comprenden uno o varios amplificadores ¿n etapa de 20
cascada diferencial equipados con spositivos
¦ · í semiconductores de Si o GaAs, y/o circuito^ integrados. También, los conductores eléctricos son proporcionados sobre el sustrato 11, conectando lós electrónicos 12 con dos contactos eléctridos sobre el sustrato 12 para la conexión a los contactos correspondientes de 20A y 20B del i traneductor fotoeléctrico 20 y otros diversos contactos eléctricos 11C a 11K que conducen hacia un lado del cuerpo 17 portador del sustrato para la entrada de íla sefíal, la salida de la señal, la batería ( suministreji de energía) y la conexión a tierra.
o los circuitos 12, lejos del sustrato 11, y de este modo sirve no solamente como un soporte, ¡sino también como un disipador térmico o un cuerpo de ¡enfriamiento para el sustrato 11. El cuerpo 17 del ¡portador del sustrato que se conforma a SOT 115, tieiie unq. forma simétrica con dos extremos más altos lo porciones exteriores que tienen cada una, un orificio de tbrnlllo 13 y 14 para la conexión con tornillo a un1 alojamiento del amplificador (no mostrado) y una porción central 21
sobre la cual está montado el sustrato 11. Entre las porciones extremas y la porción central se forman dos áreas intermedias adyacentes a la porción central, cada una conteniendo un orificio 15A y 15B de conexión interna y dos orificios 16A y 16B de conexión exterior, y 16C y 16D respectivamente. La distancia de los dos orificios de tornillo 13 y 14 es determinada por el estándar S0T115. En la Figura 1 todas las partes de una modalidad preferida de un dispositivo para acomodar el transductor fotoeléctrico 20 en el dispositivo de procesamiento de señales, por ejemplo el sustrato 11 o los circuitos 12 del amplificador 10, se muestran en un estado todavía desensamblado. El dispositivo comprende un portador 3 de transductor para llevar y retener el transductor fotoeléctrico 20, un sujetador 5 del portador (o cubierta de armazón, la parte del alojamiento inferior) para llevar y asegurar el portador 3 del transductor, una cubierta superior (o parte del alojamiento superior) 6 y un cojinete elástico 70 para la fibra de vidrio 26 que consiste de una parte de cojinete superior 71 y una parte de cojinete inferior 72. El portador del transductor 3 tiene un área frontal 30 para recibir el cuerpo de cerámica con el 22
fotodiodo 22 y un área posterior 31 para encerrar y proteger la fibra de vidrio 26. El área frontal 30 del portador 3 del tranaductor tiene una sección inferior 32 sobre la cual se tiende el cuerpo de cerámica con el fotodiodo 22, dos secciones laterales (o paredes laterales) 33 como auxiliares de retención y/o ajuste en los cuales el caequillo 24 es conducido a través y lateralmente limitado por, un elemento 34 de ajuste a presión, en forma de gancho en el frente pára sujetarse a presión en y retener firmemente el cuerpo de cerámica con el fotodiodo 22, y una abertura 35 para insertar el transductor 20 dentro del portador 3 del transductor. El área posterior 31 del portador 3 del traneductor tiene un pasaje para la fibra de vidrio 26, que tiene una pared que está cerrada pero en el fondo, y provista con dos aberturas para la fibra de vidrio 26 y, además, con un orificio 36 de pegamento en la parte superior, para el encolado opcional, y, de este modo, para fijar permanentemente la fibra de vidrio 26 introducida, dentro del portador 3 del transductor y préferentemente también hacia el sujetador 5 del portador, cuando se monta . Para el montaje del transductor fotoeléctrico 20 dentro del portador 3 del transductor, el transductor fotoeléctrico 20 es introducido desde abajo 23
hacia la abertura 35 de la sección inferior 32 con el cuerpo de cerámica que contiene el fiotodiodo 22 primeramente y el eje óptico orientado ortogonal a la sección de fondo 32, como se puede observar en la Figura 2. Luego, el transductor fotoeléctrico 20 es girado con el cuerpo de cerámica y el fotodiodo 22 en su cabeza hacia la sección de fondo o inferior 32. 01 elemento 34 de ajuste a presión es flexionado o deformado hacia atrás y, subsecuentemente, después de que el transductor 20 lo ha pasado, se sujeta nuevamente a presión por las fuerzas de resorte elásticas en una posición de descanso, usualmente con una cierta presión de resorte remanente, sobre el cuerpo de cerámica con el fotodiodo 22. Al mismo tiempo, con este movimiento giratorio, la fibra de vidrio óptica 26 es introducida desde abajja dentro de su pasaje en el área posterior 31 del portador 3 del transductor . El elemento 34 de ajuste a presión también sirve como una pata de tope para detener el cuerpo de cerámica con el fotodiodo 22, y por lo tanto el transductor completo 20 para que no se mueva hacia el frente o hacia arriba. Las porciones frontales de las secciones laterales 33 del portador 3 del transductor, sirven como topes que previenen un movimiento hacia 24
atrás del cuerpo de cerámica con el fotodijodo 22;, y de este modo el transductor 20. Conjuntamente el elemento 34 de ajuste a presión y la sección laterjal 33 forman las secciones de contenlmiento o retención; para evitar que el transductor 20 caiga hacia afuera íen cualquier;; dirección. El transductor fotoeléctrico 2!0 es de este modo mantenido firmemente en el portador 3 del transductor, y puede ser removido a cualquier tiempo mediante la realización de los pasos mostrados en la i ' Figura 2 hacia atrás. ¡ ; í:' ¦ La Figura 3 muestra la unidad tramaductora que resulta del montaje de acuerdo a la Figujra 2 con el transductor 3 montado en el portador 3 del transductor en una vista frontal isométrica. i Regresando a la Figura 1, el sujetador del portador (o la cubierta de armazón) 5 ejs con[formado como un armazón rectangular, tiene una pared lateral i, cerrada 50 y una plataforma 54 del transdi^ctor para el portador 3 del transductor en el fondo y¡ junto a la pared lateral 50, y está abierta, por ejemplo, pin una cubierta o techo, en la parte superior, j En el lado i interno de la plataforma 54 del transductor a un distancia desde la pared lateral 50, un elemento 53 de' ajuste a presión, en forma de gancho, esjtá acomodado extendiéndose verticalmente desde el fonjdo hacia la 26
portador. Estas dos espigas 5A y 5B son formadas en diámetro y espaciadas de una manera tal que éstas pueden ser insertadas simultáneamente dentro de los orificios internos 15A y 15B correspondientes en el cuerpo 17 del portador del sustrato, con el fin de montar el sujetador 5 del portador sobre el cuerpo 17 del portador del sustrato y, de este modo, sobre el amplificador 10. La cubierta superior 6 es conformada básicamente como una caja rectangular para ser acomodada sobre y/o alrededor del sujetador 5 del portador, formando de este modo un alojamiento cerrado para la protección del transductor 3 en donde la cubierta superior 6 forma la parte superior y el sujetador 5 del portador la parte inferior del alojamiento. Un lado más largo de la cubierta superior 6 tiene un borde ahuecado 38 el cual tiene que hacerse descansar sobre una base correspondiente 58 en el lado exterior de la pared lateral 50 en el lado más largo del sujetador 5 del portador. Para ajustar la posición relativa de la cubierta superior 6 y el sujetador 5 del portador, la cubierta superior 6 tiene una cubierta más larga 61 para recibir y guiar el primer auxiliar de ajuste 56 del sujetador 5 del portador y una abertura más corta 67 para recibir y guiar el segundo auxiliar 27
de ajuate 57, En el techo cerrado o pared superior de la cubierta auperior 6, se forma una porción receptora (no visible) similar a la porción receptora .52 en el sujetador 5 del portador, dentro de la cubierta superior 6 para recibir la parte 71 de cojinete superior . En las paredes laterales más cortas de la cubierta superior 6, están acomodadas dos espigas 6A y 6B y 6C y 6D, respectivamente, todas extendiéndose con dirección hacia abajo y lo que significa que están insertadas dentro de los orificios de conexión exteriores 16A al 16D del cuerpo 17 respec ivamente del portador del sustrato, para conectar la cubierta superior 6 con o al cuerpo 17 del portador del sustrato. En la Figura 4 la unidad traneductora ensamblada es mostrada en una vista posterior. Además, en la Figura 4 en comparación al estado inicial mostrado en la Figura 1, la parte de cojinete inferior 71 eatá ya montada sobre su porción receptora correspondiente 51 en el sujetador 5 del portador y la otra parte de cojinete 72 es montada sobre su porción receptora correspondiente (no visible) en la cubierta auperior 6 detrás de la abertura 61.
28
El transductor fotoeléctrico 20 montado en su portador 3 del transductor puede ahora ser removiblemente montado dentro o sobre la plataforma 54 del transductor del sujetador 5 del portador, con el uso del elemento 53 de ajuste a presión y la barra 55 que sirve como los auxiliares de retención. Para este propósito, el elemento 53 de ajuste a presión es flexionado hacia atrás permitiendo que el portador 3 del transductor sea sujetado a presión dentro y posteriormente se ajuste a presión hacia atrás y descanse sobre una de las paredes laterales 33 con una cierta fuerza de resorte remanente. El portador 3 del traneductor es de este modo fijado entre la pared lateral 50 y el elemento 54 de ajuste a presión, lateralmente y entre la pared lateral 50 y la barra 55 longitudinal o axialmente. Las Figuras 5 y 6 muestran el portador 3 del transductor sujetado de una manera tal en el sujetador 5 del portador. Los auxiliares de retención (50, 53 y 55) de la plataforma 54 del transductor y (33), 34) del portador 3 del transductor, permiten que el transductor 20 sea mantenido y fijado con y sin el uso de un pegamento. Si no se utiliza pegamento, pueden ser evitados los procesos de curación subsiguientes, si se 29
utiliza un pegamento no obstante, aplicado ^a través, del orificio de pegamento 36, no son ' requeridas herramientas adicionales para la alineación del transductor, por ejemplo para retener el trjansductor 20 en su posición durante el intervalo de tiempo de loa procesos de curación. ; Eventualmente , como se muestra en lia Fig ra 6 „ el sujetador 5 del portador con el portador 3 del
adecuadamente el sujetador 5 del portador .al disipado^ térmico o al cuerpo 17 del portador del sustrato y al sustrato 11. Por lo tanto, el sujetador 5 del portador puede ser fácilmente tomado o levantado dfcl cuérpo 17 30
del portador del sustrato si, por Ejemplo, el amplificador 10 es defectuoso y debe ser removido. El sujetador 5 del portador con el trajisductor 20 fotoeléctrico más valioso es, en este caso, jalado desde el cuerpo 17 del portador del sustrato y puede ser reutilizado en otro amplificador bueno. ' Como se muestra en la Figura 6, el! transductor fotoeléctrico 20 es ahora mantenido a ufla distancia determinada por el sujetador 5 del portador por , rriba I : . del sustrato 12 y en particular por arriba de , loe contactos eléctricos HA y 11B, de mod<> que estos contactos HA y 11B pueden ser fácilmente conectados a los contactos 22A y 22B del fotodiodo 22. ¡La fibra de vidrio 26 del transductor fotoeléctrico 20 ¡es mantenido en la parte 72 de cojinete inferior y guiado a través de la abertura 51 en el sujetador 5 del portador. Con referencia a la Figura 7, se muestra el montaje 100 del; dispositivo de montaje, completado* con la cubierta superior 6 montada sobre la pajote superior del sujetador 5 del portador o la cubierta del armazón. El sujetador 5 del portador incorpora el- transductór fotoeléctrico 20 ensamblado en el portador 3 del transductor (ambos no visibles en la Figura 7) que es ajustado a presión sobre la plataforma 54 del transductor (no visible en la Figura 7) del* sujetador 5 i 31
del portador, y el montaje completo ea montado al cuerpo 17 del portador del sustrato y de este modo en el amplificador 10, en particular los circuitos de amplificación 12 sobre el sustrato 11 de acuerdo con la presente invención. En la Figura 8 este montaje de acuerdo a la Figura 7 es mostrado en una vista lateral . La cubierta superior 6 montada de acuerdo a la Figura 7, proporciona la protección mecánica para el amplificador 10 y los circuitos 12 sobre: el sustrato 11. La cubierta superior 6 de acuerdo a la Figura 7 y 8 es montada sobre y parcialmente por encima del sujetador 5 del portador. La cubierta superior 6 fija el sujetador 5 del portador apretadamente al cuerpo 17 del portador del sustrato y lo retiene o lo encaja hacia abajo por medio de las cuatro espigas 16A a 16D las cuales, de manera contraria a las dos espigas 5A y 5B del sujetador 5 del portador, son presionados apretadamente o no positivamente dentro de sus correspondientes orificios ciegos 16A al 16D en el cuerpo 17 del portador del sustrato. En otra modalidad más, las espigaa 5A y 5b del sujetador 5 del portador pueden también ser de diámetro más grande y ser presionadas dentro de los orificios 32
ciegoa o de conexión 16 y 15B del cuerpo 17 del portador del sustrato para fines de "fijar" el sujetador 5 del portador. Las espigas 5A y 5B y 6A a 6D son preferentemente huecas con el fin de obtener una fuerza de resorte o de formación suficiente, especialmente para una conexión no positiva con los orificios ciegos correspondientes . Co . el fin de soltar una de las conexiones de espiga-orificio no positivas, es conveniente destruir las espigas 5A y 5B y/o 6A a 6D mediante el uso de una herramienta de perforación o similar, y luego retirar la parte completa, por ejemplo el sujetador 5 del portador o la cubierta superior 6. De este modo, el montaje de la Figura 7 puede ser desensamblado en el orden inverso muy fácilmente mediante la perforación de las espigas 6A a la 6D, retirando la cubierta superior 6 y llegando al estado mostrado en la Figura 6 nuevamente, y así sucesivamente. El aparato o dispositivo de acuerdo a las Figuras 1 a 7 proporciona la capacidad para remover o reciclar el transductor 20 fácilmente del amplificador 10 con riesgo mínimo para que el transductor 20 y/o la fibra de vidrio 26 sean dañados durante este proceso.
33
Esto es particularmente ventajoso ya que el transductor 20 y la fibra de vidrio 26 son típicamente significativamente más caros que el resto del amplificador 10 (por aproximadamente un factor de dos a tres) . En consecuencia, si la porción amplificadora 10 del módulo receptor óptico es descubierta por estar defectuosa, el transductor 20 junto con la cubierta del armazón o el sujetador 5 del portador pueden ser removidos desde el amplificador defectuoso 10 y pueden ser fácilmente reutilizados en otro amplificador. En la modalidad mostrada en las Figuras 7 y 8 las porciones recortadas o "bolsas" o aberturas 51 y 61 en el sujetador 5 del portador y la cubierta superior 6 colectivamente forman una abertura de pasaje cerrado para la fibra de vidrio 26, por ejemplo una compuerta de salida de fibra. Dentro de esta abertura o compuerta de ealida de fibra las dos partes de cojinete elásticas 71 y 72 colectivamente forman un cojinete 70 en forma de anillo o cerrado, suave o flexible, para la fibra de vidrio 26. Las dos partes de cojinete elástico 71 y 72 pueden ser conformadas como semianillos complementarios formando conjuntamente una abertura para la fibra de vidrio 26, como se muestra en la Figura 8, o una de las dos partes de cojinete, en particular la parte inferior 35
suavidad del cojinete 70 es tan alta que ila fibra de vidrio 26 está girando alrededor dentro y en la proximidad del cojinete 70 si cualquier tensión de flexión es aplicada sobre la fibra de vidfio 26 fuera i I de la cubierta superior 6. De este modo, la fibra no está fijada fuertemente por el cojinete 70 sino alineada en un centro de rotación únicamente;. Én i consecuencia, cada flexión de la fibra dj vidrio 26 fuera de la cubierta 5 y 6 permite que la ¡ fibra, 26 se mueva dentro de la cubierta 5 y 6 de una mainera al que el radio de flexión es minimizado en cualquier! caso, proporcionando de este modo una reducción significativa del riesgo para el daño a la fibra de vibrio 26, por ejemplo durante el montaje del módulo receptor óptico. Idealmente un material muy suav puede ser elegido como material elástico para el cojinete 170, en particular un caucho u otro elastómero con ün módulo de elasticidad típicamente entre 1 y 10 N/mm2 jy/o un valor Shore A típicamente de 20, permitiendo con esto que sea aplicada una nueva fuerza a la fibra de vidrio 26 por las dos mitades de caucho o guías de cawCho, de la» partes de cojinete 71 y 72. El portador 3 del transductor, el sujetador S del portador y/o la cubierta superior 6 en tod|as las ¦ í ' " ' modalidades pueden ser formados por partes.de plástico 36
integrales, en particular partes moldeadas por inyección, permitiendo una producción barata y gran flexibilidad en la forma y en la función. El diseño de acuerdo a la invención, en particular en las modalidades mostradas en las Figuras 1 a 8, proporcionan la capacidad para alinear el transductor 20 de manera precisa con respecto al sustrato 11 sin la necesidad para el uso de herramientas de manejo adicionales. Muchas modif caciones de las modalidades mostradas en las Figuras 1 a 8 son posibles dentro del alcance de la invención. Por ejemplo, en vez de o en adición al fotodiodo 22 un fotodetector diferente o un transductor fotoeléctrico que convierte señales eléctricas a señales luminosas u ópticas, podría ser proporcionado, por ejemplo un láser o diodo láser o LED, y podría ser acomodado en el dispositivo de procesamiento de señales de una manera similar como el fotodiodo 2 . Esta modalidad podría, por ejemplo, ser utilizada en un sistema CATV bidireccional.
LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERENCIA
3 portador del transductor 37
5 sujetador del portador 5A, 5B espiga 6 cubierta superior 6A a D espiga 10 amplificador 11 sustrato 11A, 11B contacto 11C a contacto 12 circuitos de procesamiento de señales 13, 14 orificio de tornillo 15A, 15B orificio de conexión 16A a D orificio de conexión 17 cuerpo del portador del sustrato
20 transductor fotoeléctrico 21 22 fotodiodo 22A, 22B contacto 24 caequillo 26 fibra de vidrio 30 área frontal 31 área posterior 32 sección inferior 33 sección lateral 34 elemento de ajuste a presión 35 abertura 38
orificio de pegamento borde pared lateral abertura elemento de ajuste a presión plataforma del transductor barra , 57 auxiliar de ajuste base abertura abertura coj inete , 72 parte de cojinete