Brevet FR3002330A1 — publié le 20140822

Connecteur électro-optique insensible aux champs électromagnétiques élevés et système associé Le domaine technique de l'invention est celui de la conversion électro-optique à l'intérieur de connecteurs électro-optiques assurant la liaison entre un calculateur électronique et d'autres systèmes par des liaisons à fibres optiques. Les domaines d'application sont ceux où les calculateurs doivent fonctionner dans un environnement électromagnétique perturbé comme, par exemple, le domaine aéronautique. Dans un certain nombre d'applications, les liaisons entre calculateurs électroniques sont assurées par des fibres optiques qui présentent l'avantage de pouvoir transporter des hauts débits d'informations dans un encombrement réduit tout en restant insensibles aux perturbations électromagnétiques de l'environnement extérieur. A l'intérieur des calculateurs électroniques, il faut convertir, à l'émission, le signal électronique en signal optique et, à la réception, le signal optique en signal électronique. Généralement, cette conversion est assurée par des convertisseurs électro-optiques disposés à l'intérieur même du connecteur qui assure la liaison à fibres optiques avec l'extérieur. Ainsi, le brevet français FR 2 916 283 intitulé « Connecteur à fibre optique, inserts à contact actif pour connecteur de fibre optique et procédé de fabrication » décrit un connecteur de ce type. Dans ce dispositif, la conversion électrique-optique est assurée par une diode laser située à l'arrière de la férule optique de liaison. Cette solution compacte présente également l'avantage de séparer les fonctions électroniques assurées par le calculateur des fonctions optiques qui sont circonscrites à l'intérieur du connecteur. On évite ainsi l'emploi de fibres optiques à l'intérieur du calculateur et on diminue sensiblement les risques de casse et de panne associés. A titre d'exemple, la figure 1 représente le schéma d'un calculateur électronique 1 comportant ce type de connecteur. Il comporte une 30 carte électronique 10 comportant entre autre un composant 11 sérialiseur/désérialiseur encore appelé « SERDES ». Ce composant assure la conversion de signaux électroniques série en signaux parallèle et réciproquement et fonctionne à très haut débit. Le calculateur comporte également un connecteur de liaison 20 comprenant un convertisseur électrooptique 21. Le convertisseur électro-optique est relié à la carte électronique qui lui transmet les signaux électroniques issus de SERDES. Ces signaux sont transformés en signaux optiques par une diode ou une diode laser et peuvent être transmis à d'autres équipements au moyen de liaisons à fibres optiques non représentées sur la figure 1. Cependant, dans un certain nombre d'applications et en particulier dans le domaine aéronautique, les calculateurs électroniques peuvent être soumis à des champs électromagnétiques sévères. A titre de premier exemple, dans un environnement de cockpit d'aéronef civil, dans la bande de fréquences comprise entre 400 MHz et 1 GHz, le calculateur doit être immunisé contre des champs électromagnétiques en modulation pulsée dont l'amplitude est de 350 V/m et dans la bande de fréquences comprise entre 1 GHz et 18 GHz, le calculateur doit être immunisé contre des champs électromagnétiques en modulation pulsée dont l'amplitude est de 1500 V/m. A titre de second exemple, dans un environnement de cockpit d'aéronef militaire, dans la bande de fréquences comprise entre 400 MHz et 1 GHz, le calculateur doit être immunisé contre des champs électromagnétiques en modulation pulsée dont l'amplitude est de 1800 V/m et dans la bande de fréquences comprise entre 1 GHz et 18 GHz, le calculateur doit être immunisé contre des champs électromagnétiques en modulation pulsée dont l'amplitude est de 3000 V/m. Or, lorsque la conversion électro-optique est disposée dans le connecteur, elle est nécessairement proche de la peau de l'équipement. Dans ce cas, une partie du champ électromagnétique parasite peut se propager sur le convertisseur électro-optique, polluer les signaux électriques et perturber certains composants électroniques particulièrement sensibles aux perturbations électromagnétiques comme les composants sérialiseur/désérialiseur « SERDES ». Le connecteur électro-optique selon l'invention est nettement moins sensible aux perturbations électromagnétiques. De plus, le calculateur associé comporte des dispositions permettant de renforcer cette immunité aux perturbations électromagnétiques. Plus précisément, l'invention a pour objet un connecteur comportant un insert métallique, un convertisseur électro-optique et une 5 connectique à fibre optique, l'insert comportant une paroi externe et une embase interne creuse, le convertisseur assurant la conversion d'un signal optique en signal électronique et étant disposé à l'intérieur de l'embase interne, la connectique à fibre optique étant disposée sur la paroi externe, caractérisé en ce que le convertisseur électro-optique est relié à la 10 connectique à fibre optique par une fibre optique dont la longueur est d'au moins 50 millimètres. Avantageusement, le convertisseur électro-optique est éloigné de la paroi externe d'au moins 15 millimètres. Elle a également pour invention un calculateur électronique 15 comprenant au moins un boîtier métallique, un circuit imprimé et un connecteur comme défini précédemment disposé sur une des faces du boîtier métallique, ledit circuit imprimé comportant un composant électronique de type sérialiseur/désérialiseur, caractérisé en ce que le composant électronique est relié au convertisseur électro-optique par au 20 moins une liaison électrique protégée par un blindage métallique. Avantageusement, le circuit imprimé comporte un premier capot métallique et une connectique électronique, ledit premier capot entourant le composant électronique, ladite connectique électronique étant reliée d'une part à la liaison électrique hors dudit premier capot métallique et d'autre part 25 audit composant électronique par des pistes disposées sur le circuit imprimé. Avantageusement, le circuit imprimé comporte un second capot métallique disposé sur le premier capot métallique et entourant la connectique électronique. Avantageusement, la longueur de la liaison électrique est au plus 30 de 100 millimètres et la liaison électrique est une nappe coaxiale de câbles électriques ou un second circuit imprimé. L'invention concerne également un système électronique destiné à être embarqué sur aéronef, comportant au moins deux équipements électroniques reliés par une liaison à fibre optique, au moins un des deux 35 équipements étant un calculateur électronique comme défini ci-dessus. 3002 3 30 4 L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles : La figure 1 déjà commentée représente un calculateur comportant un convertisseur électro-optique selon l'art antérieur ; La figure 2 représente un connecteur comportant un convertisseur électro-optique selon l'invention ; La figure 3 représente une partie d'un calculateur électronique 10 comportant un connecteur selon l'invention. A titre d'exemple, la figure 2 représente une vue en coupe d'un connecteur 30 selon l'invention. Il comporte un insert métallique 31, un convertisseur électro-optique 32 et une connectique à fibre optique 33. Dans 15 la suite de la description, on utilise indifféremment les termes de connectique optique ou de férule optique pour désigner la connexion mécanique permettant de relier une fibre optique soit à une autre fibre optique soit à un composant optoélectronique. L'insert 31 comporte une paroi externe 34 et une embase interne 20 35 creuse. Il comporte également des moyens de fixation non représentés sur la figure 2 permettant de fixer le connecteur 30 sur une face d'un calculateur électronique, la paroi externe affleurant ladite face. Le convertisseur 32 assure la conversion d'un signal optique en signal électronique. Il peut comporter une source d'émission lumineuse qui 25 transforme un signal électrique interne en signal optique de sortie. Cette source d'émission lumineuse peut être une diode ou une diode laser selon les besoins en puissance lumineuse ou en bande passante. Le convertisseur 32 peut également comporter une photodiode de réception qui transforme un signal optique externe en signal électrique interne. Le convertisseur 32 est 30 disposé à l'intérieur de l'embase interne 35. Le convertisseur électro-optique est relié à la connectique à fibre optique 33 par une fibre optique 36 dont la longueur est d'au moins 50 millimètres. Cette longueur de 50 millimètres est suffisante pour protéger le convertisseur des champs électromagnétiques parasites pour la grande 35 majorité des applications. De plus, il est préférable que le convertisseur électro-optique soit éloigné de la paroi externe d'au moins 15 millimètres. Cette distance représente un bon compromis entre l'éloignement de la paroi externe et l'encombrement du connecteur. La fibre optique est adaptée de façon à transporter le signal optique sans pertes optiques sensibles. Une 5 pièce mécanique 37 fixe la connectique à fibre optique 33 sur la paroi externe 34. Une seconde connectique optique 38 relie le convertisseur électro-optique à la fibre optique. Ces différentes dispositions permettent de s'immuniser des perturbations électromagnétiques dans la première bande de fréquences comprises entre 400 MHz et 1 GHz et dans la seconde bande 10 de fréquences comprise entre 1 GHz et 18 GHz, tant pour des applications civiles que militaires. Lorsque le connecteur selon l'invention est disposé dans un calculateur électronique comportant des composants électroniques sensibles 15 comme des sérialiseurs/désérialiseurs ou SERDES, il est intéressant de prendre d'autres dispositions électriques de façon à limiter les effets des champs électromagnétiques parasites. A titre d'exemple, ces différentes dispositions sont représentées sur la figure 3 qui représente une vue en coupe partielle d'un calculateur 20 électronique 40 comportant un boîtier métallique non représenté sur la figure 3, un circuit imprimé 41 et un connecteur 30 selon l'invention fixé sur une des faces 42 du calculateur électronique. Un composant de type SERDES 43 est soudé sur des premières plages métalliques du circuit imprimé 41. Il est relié à un connecteur 25 électrique 44 au moyen de pistes disposées sur le circuit imprimé. Un premier capot métallique 45 également soudé sur des secondes plages métalliques du circuit imprimé couvre totalement le SERDES. Un second capot métallique 46 est fixé sur le premier capot métallique 45 et couvre totalement le connecteur électrique 44. On assure ainsi un double blindage 30 du composant SERDES. Le connecteur électrique 44 est relié au convertisseur électrooptique du connecteur par une liaison électrique 47. Cette liaison électrique peut être une nappe coaxiale de câbles électriques ou un second circuit imprimé. Il est important que cette liaison ait une longueur limitée et qu'elle 35 ne dépasse pas 100 millimètres. Cette liaison est protégée par un blindage métallique souple 48 relié mécaniquement et électriquement d'une part à l'insert 31 du connecteur et d'autre part au second capot métallique 46. Un calculateur électronique de ce type est parfaitement adapté pour être utilisé dans des systèmes électroniques embarqués sur aéronef reliés par des liaisons à fibres optiques. Ces systèmes fonctionnent en effet dans un environnement où les champs électromagnétiques sont susceptibles d'être très importants. REVENDICATIONS1. Connecteur (30) comportant un insert métallique (31), un convertisseur électro-optique (32) et une connectique à fibre optique (33), l'insert (31) comportant une paroi externe (34) et une embase interne (35) creuse, le convertisseur (32) assurant la conversion d'un signal optique en signal électronique et étant disposé à l'intérieur de l'embase interne (35), la connectique à fibre optique (33) étant disposée sur la paroi externe (34), caractérisé en ce que le convertisseur électro-optique (32) est relié à la connectique à fibre optique (33) par une fibre optique (36) dont la longueur est d'au moins 50 millimètres. 2. Connecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le convertisseur électro-optique (32) est éloigné de la paroi externe (34) d'au moins 15 millimètres. 3. Calculateur électronique (40) comprenant au moins un boîtier métallique, un circuit imprimé (41) et un connecteur (30) selon l'une des revendications 1 ou 2 et disposé sur une des faces (42) du boîtier métallique, ledit circuit imprimé (41) comportant un composant électronique (43) de type sérialiseur/désérialiseur, caractérisé en ce que le composant électronique (43) est relié au convertisseur électro-optique (30) par au moins une liaison électrique (47) protégée par un blindage métallique (48). 4. Calculateur électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le circuit imprimé (41) comporte un premier capot métallique (45) et une connectique électronique (44), ledit premier capot (45) entourant le composant électronique (43), ladite connectique électronique (44) étant reliée d'une part à la liaison électrique (47) hors dudit premier capot métallique (45) et d'autre part audit composant électronique (43) par des pistes disposées sur le circuit imprimé. 5. Calculateur électronique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit imprimé comporte un second capot métallique (46) disposésur le premier capot métallique (45) et entourant la connectique électronique (44). 6. Calculateur électronique selon l'une des revendications 3 à 5, 5 caractérisé en ce que la longueur de la liaison électrique est au plus de 100 millimètres. 7. Calculateur électronique selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la liaison électrique (47) est une nappe coaxiale de 10 câbles électriques ou un second circuit imprimé. 8. Système électronique destiné à être embarqué sur aéronef, comportant au moins deux équipements électroniques reliés par une liaison à fibre optique, caractérisé en ce qu'au moins un des deux équipements est 15 un calculateur électronique selon l'une des revendications 3 à 7.