DE2521902A1 - Muenzfernsprecher - Google Patents

Description

TEL (089) 22 25 30 29 51 92 16» Mal 1975

A 88 75 Ml/Ks

Firma SOCIETE ANONYME PRANCAISE DES APPAREILS AUTOMATIQUES, TAXIMETRES-TAXIPHONES S A P A A, 75 rue La Condamine, 75017 Paris, Prankreich

Münzfernsprecher

Die Erfindung betrifft einen Münzfernsprecher mit etier Fernsprechstelle, die zweiadrig über eine Fernsprechleitung mit einem Fernsprechamt verbunden ist, einem Gebührensignal-Detektorkreis parallel zur Fernsprechstelle, einer Anordnung von Befehlsund Steuerschaltern, die mit Münzen betätigt werden können, Logikschaltkreisen zur Weiterverarbeitung des Ausgangssignals des Gebührensignal-Detektorkreises und der Ausgangssignale der Anordnung von Befehls- und Steuerschaltern und einer Recheneinheit, die mit den Logikkreisen verbunden ist und dazu dient, den Zählerstand des Benutzers vom Augenblick der hergestellten Verbindung an auf dem richtigen Stand zu halten.

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TaiAü'MmmMduau: PatantMnlor

Es sind Fernsprecher dieser Art bekannt, in denen die Recheneinheit mit einem Auf-Ab-Zähler arbeitet. Derartige Fernsprecher haben bestimmte Nachteile auf der Ebene der Behandlung der Informationen, in Bezug auf den Zählanfang und schließlich bezüglich Tarifänderungen.

Mit der Erfindung wird im wesentlichen bezweckt, einen Münzfernsprecher der o.g. Art zu schaffen, der die mit der Verwendung eines Auf-Ab-Zählers in der Recheneinheit verbundenen Nachteile nicht mehr aufweist.

Ziel der Erfindung ist es auch, dnen Münzfernsprecher zu schaffen, der eine Recheneinheit benutzt, die auf einfache Weise derart in Gang gesetzt werden kann, daß dem Kontostand des Benutzers ein erster oder Grundgebührenwert als Last angeschrieben wird, der sich von den nachfolgenden Gebührenwerten unterscheiden kann, welche der Benutzer während längerer Fortsetzung der Verbindung mit seinem Teilnehmer zu zahlen hat.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Münzfernsprecher nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß de Recheneinheit eine Anzahl von Flip-Flops der D-Type enthält, die alle einen Zeitsteuereingang H haben, einen Eingang D, einen Rückstelleingang auf Null, einen Setzeingang S sowie einen Ausgang Q und eine

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Anzahl von einfachen Summierern von der Zahl der D-Flip-Flops, wobei jeder Summierer mit einem Eingang a. an dem Q-Ausgang des i-ten D-Flip-Flops liegt, und einen Eingang b₁ aufweist, über den das Wertigkeitsbit i (i = 1, 2, ...n + l) vom Code q einer Information ρ (positive oder negative ganze Zahl oder Null, entsprechend etem Geldbetrag, der dem Konto des Teilnehmers zuzuschlagen oder abzuziehen ist) zugeführt wird, wobei der Code q definiert ist durch

q » C^b . wenn ρ ^ 0

q = C^bn + 2 - C^b wenn ρ <

worin η eine ganze Zahl ist von mindestens

2ⁿ - 1 > P > - 2ⁿ

und worin c5n + 2 und Ci ι die reinen binärcodierten Größen für 2ⁿ⁺ bzw. Absolutwert der Information ρ über(η + y Stellen sind, wobei jeder Elementarzähler einen Eingang c. hat zum Übertrag aus der Stelle (i - l), einen Ausgang c_Q für die Abgabe des Ergebnisses an die Stelle (i + l), das diese an ihrem c,-Eingang aufnimmt, und einen Ausgang S. für die Ziffer der Stelle i aus der Summe (a. + b_i + c.), welcher mit dem D-Eingang des i-ten D-Flip-Flops verbunden ist.

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Die Erfindung wird nun in Verbindung mit einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 ein Übersichtsschema eines Münzfernsprechers nach der Erfindung;

Fig. 2 einen mehr ins einzelne gehenden Ausschnitt der Schaltung, in dem ein Gebührensignal-Detektor und eine Logikschaltung für die Auswertung der Gebührensignale gezeigt sind;

Fig. 3 ein Impuls-Zeit-Diagramm einiger Signale zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 2 dargestellten Schaltung;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Zusammenstellung von Befehlsund Steuerschaltern, einer Logikschaltung der Steuerung durch den Geldeinwurf und einer Logikschaltung, mit der das Kontrollsignal und die Ausgangssignale der Logikschaltung der Steuerung durch den Geldeinwurf weiterverarbeitet werden;

Fig. 5 Impuls-Zeit-Diagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 4 dargestellten Schaltungen;

Fig. 6 ein Schaltbild, teils in Blockdiagrammart, einer Anzeigevorrichtung und eines die Umkehrung der Polarität der Fernsprechzuleitungen feststellenden Detektors; und

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Pig. 7 ein Übersichtsschaltbild einer Recheneinheit gemäß der Erfindung.

Der Münzfernsprecher AT, der in Fig. 1 dargestellt ist, weist einen üblichen bekannten Fernsprecher P auf, der über die Leitungsschalter CL, und CL₂ und über eine Schaltung zur Netzanpassung, die aus einem Widerstand FL und einem dazu parallel gelegten Kondensator C. besteht, an zwei Leitungen a und b eines Telefonnetzes angeschlossen ist, die zu einem Amt CT führen. Das Amt weist in bekannter Weise die für das Herstellen der Verbindungen zu den verschiedenen Fernsprechteilnehmern erforderlichen Steuer- und Wähleinrichtungen auf, wobei zu den Teilnehmern auch ein Fernsprechapparat AT der dargestellten Art und der Fernsprechapparat eines anzurufenden Teilnehmers gehört. Das Amt CT ist unter anderem auch mit Einrichtungen ausgestattet, die ein Vertauschen der Polarität der Drähte a und b der Telefonleitung ermöglichen, wenn der Benutzer des Apparates AT mit einem anderen T_eilnehmer Verbindung hat. Außerdem ist das Amt CT mit Einrichtungen ausgerüstet, die an die Telefonleitungen a-b Gebührenimpulse abgeben können, beispielsweise, wenn zwischen verschiedenen Städten telefoniert wird.

Der Telefonapparat AT aus Fig. 1 enthält außerdem einen Detektorschaltkreis 1 für das Gebührensignal, der zwischen die beiden Leitungen a und b des Telefonanschlusses eingeschaltet

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ist, Steuerschalteinrichtungen 2, die durch Münzen betätigt werden können, Logikkreise 3* ^ und 5, welche die Ausgangssignale des Gebührensignaldetektors 1 und die Ausgangssignale der Schalteinrichtung 2 verarbeiten, und eine Recheneinheit 6, die dazu dient, den Kontostand des den Telefonapparat AT benutzenden Teilnehmers von dem Augenblick an auf dem laufenden zu halten, in dem er mit seinem angerufenen Teilnehmer Verbindung hat. Das Bezugszeichen 7 ist einer Anordnung von Schaltkreisen beigegeben, welche die Logikkreise 3 und 5 mit dem Rechner 6 verbinden. 8 bezeichnet einen Zeit-Impulsgeber, der die Zeitimpulse H₁ und H₂ abgibt. Die Impulse dieser beiden Zeitimpulsketten haben dieselbe Folgefrequenz, sind jedoch zeitlich so gegeneinander versetzt, daß die Impulse der einen Kette in den Zwischenraum der Impulse der anderen Kette fallen. Es wird im weiteren Verlauf noch deutlich, daß diese beiden Zeitimpulsketten dazu benützt werden, die Arbeitsweise der Logikkreise 3, 4 und 5 und auch die der Recheneinheit 6 zu synchronisieren.

Nach einem Merkmal der Erfindung ist der Recheneinheit 6 eine Matrix 9 zugeordnet, mit der der Wert der ersten Gebühreneinheit aufgerechnet wird, was in einer im einzelnen noch zu beschreibenden Weise geschieht. Diese Matrix wird von einem Schaltkreis 11 gesteuert, der in der Lage ist, eine Polaritätsumkehr der Leitungen a und b der Telefonanschlußleitung festzustellen. Das Ausgangssignal S dieses Detektorkreises 11 wird

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ebenfalls dazu benutzt, einen Meldekreis 12 zu steuern sowie den Logikkreis 4 in dem Augenblick , in dem ein Belastungssignal S~ von der Recheneinheit 6 abgegeben wird. Die im Vorangegangenen genannten Schaltkreise werden nun in Verbindung mit den Figuren 2 bis 7 stärker im einzelnen beschrieben.

Ein AusführungsbeispißL des Detektorschaltkreises 1 für das Gebührensignal, des Logikschaltkreises J5 für die Behandlung des Gebührensignals und der Gatterschaltkreise 7 ist in Fig. 2 gezeigt. Der Detektorkreis 1 stellt die Gebührenimpulse, die von einer Zentrale ausgehen (Schwingkreis mit Cp/C,/Spule des Relais KC), fest, und verarbeitet sie in der Weise durch Erregen des Relais KC, indem der Arbeitskontakt KC. geschlossen wird. Dadurch wird am Ausgang u\ ein Signal erzeugt, dessen zeitlicher Verlauf in der Fig. 3 mit der Bezeichnung U, dargestellt ist. Das Niveau "O" entspricht dem Massepotential (im vorliegenden Text wird mit "Masse" der Bezugspunkt 0 Volt der Gleichspannungsspeisung bezeichnet), während das Niveau "l" einem Potential + Volt entspricht. Das Signal U^ vom Gebührensignal-Detektorkreis 1 wird dem Logikkreis 3 zugeleitet, in dem es in einem Speicher 13 gespeichert wird, der durch das Zeitsteuersignal Hp vom Taktsignalgeber 8 synchronisiert wird. Der zeitliche Verlauf dieses Zeitimpulssignals Hp ist ebenfalls in Fig. 3 dargestellt. Der Speicher 13, der ein allgemein bekannter Speicher sein kann, gibt an seinem

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Ausgang ein Signal IL, in der In Fig. j5 dargestellten Form ab. Das Signal U., beginnt mit dem ersten Impuls der Zeitimpulskette HL, der auf den Beginn des Signals U. folgt, und endet im Augenblick des Beginns des auf das Ende des Signals U folgenden ersten Taktimpulses HL.

Das Signal U.., vom Speicher 15 wird zum einen auf einen Impulsauswahlkreis 14 und zum anderen auf einen Codierkreis 15 gegeben. Der Impulsauswahlkreis 14 von an sich bekannter Art, der an einem anderen Eingang das Zeitimpulssignal H. aufnimmt, dient dazu, an seinem Ausgang den ersten Impuls der Zeitimpulskette H, abzugeben, der auf den Beginn des Signals U₁-. folgt. Das Ausgangssignal des Impulsauswahlkreises 14 ist in Fig. 3 mit t_Q bezeichnet und dargestellt. Dieses Signal t_Q wird zum einen auf einen der beiden Eingänge eines NOR-Gatters 16 gegeben, das an seinem zweiten Eingang ein Signal P erhält. Zum anderen kommt das Signal t_Q auf einen Eingang, der den Codierkreis 15 insgesamt öffnet. Das Ausgangssignal U₁ g des NOR-Gatters 16 wird auf die Recheneinheit gegeben, worin es in noch später zu beschreibender Weise einen Additionsvo rgang auslöst.

Der Codierkreis 15 ist von bekanntem Aufbau und braucht im einzelnen nicht beschrieben zu werden. Es wird nur der besondere Code aufgezeigt, der in diesem Codierkreis verwendet wird.

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Die Recheneinheit muß Additions- und Subtraktionsvorgänge durchfuhren, damit der Zählerstand des Telefonbenutzers auf dem laufenden gehalten wird, weshalb ein Code verwendet wird, der die beiden Operationsvorgänge mit einer einzigen Operationsart durchzuführen erlaubt, was bedeutet, daß der Aufbau der Recheneinheit beträchtlich vereinfacht werden kann und die Arbeitsweise sehr anpassungsfähig ist. Der Code, der auf dem Gebiet der Rechner wohlbekannt ist, wurde bereits an früherer Stelle dargelegt.

Nach dem Eintreffen eines Impulses t_Q gibt der Codierkreis 15 synchron mit diesem Impuls an seinen Ausgängen b, ... b^₊₁ Signale ab, deren Erscheinen an einem Ausgang der Ordnung i(i=l...n+l) den Zustand 1 der Stelle entsprechend dem Code q hat, was vom Wert abhängig ist, der mit dem Impuls tQ vorgegeben ist. Zum Beispiel hat das in Fig. 3 dargestellte Signal t_Q eine Codeentsprechung -j5. Jedes der Signale b,, ...

b , gelangt auf einen ersten Eingang eines ODER-Gatters 17,* n+1 1

17₂» "'¹Tn+;!' ^{die zur Gatterscnaltlcreisanordnun}8 7 gehören und

die an ihrem zweiten Eingang ein Signal b^, b^ "'^_nVl ^auf"* nehmen, was nachfolgend noch beschrieben wird. Die Ausgangssignale b₁, b₂ ... b_n+1 der (n + l) ODER-Gatter IJ₁, ... ¹^_n+1 werden auf die Recheneinheit 6 gegeben, in der sie dem Inhalt des Speichers dieser Recheneinheit hinzuaddiert werden, wenn dieser außerdem das Signal U₁ g vom NOR-Gatter l6 erhält.

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Es wird jetzt die Schalteranordnung 2 in Verbindung mit den Logikkreisen 4 und 5 anhand der Pig. 4- beschrieben, in der die Schalteranordnung 2 mit einer Anzahl von Mikroschaltern NL, Mp ... M. dargestellt ist, die so im Telefonapparat untergebracht sind, daß sie durch in den Apparat eingeworfene Münzen betätigt werden können. Es ist bei den Mikroschaltern berücksichtigt, daß es nötig ist, die Vorauszahlung der ersten Gebühr durch den Benutzer festzustellen (für sämtliche möglichen Kombinationen der eingeworfenen Münzen) wie auch das Vorhandensein jeder Art von Münzen im Münzeneinwurfteil. In Ruhestellung befinden sich die Mikroschalter in den ausgezogenen Stellungen in Fig. 4, und sie geben dabei ein Signal entsprechend dem logischen Wert "0" ab. Wird ein Schalter betätigt, was durch eine Münze erfolgt, geht er in die gestrichelt gezeichnete Stellung über und gibt dann das Logiksignal "l" ab.

Die Verwendung der Mikroschalter hat den Vorteil gegenüber anderen bekannten Einrichtungen wie etwa fotoelektrischen Anordnungen, daß die für das Erkennen einer Münze benötigte Energie besonders klein ist, was es erlaubt, daß die von den Arbeitskontakten der Mikroschalter an eine Logikschaltung abgegebenen Informationen mit sehr geringem Leistungsverbrauch weiterbehändeIt werden können; die in Fig. 4 nicht dargestellte Leistungszuführung erfolgt durch eine im Telefonapparat vorhandene Spannung, wobei der Stromkreis der Telefonleitung beispielsweise nicht eher ge schlossen wird, als bis der Benutzer genügend Geld für die erste Gebühr eingeworfen hat.

Die an den Ausgängen U₀ , ... U₀ anstehenden Signale

1 J

der Schalteranordnung werden der Steuerlogikschaltung 4 zugeführt, die in ihrer Umrahmung in der Fig. 4 einen Integrationsabschnitt 4A,einen Speicherabschnitt 4B, einen Prioritätsabschnitt 4C und einen Steuerabschnitt 4D enthält. Im Integrationsabschnitt 4a gehen die Signale von den Ausgängen U₀ , ... U₀ durch die bekannten Integrationskreise I., ... I. und kommen dann auf die jeweiligen D-Eingänge von D-Flip-Flops IS₁, l8p, ... 18.. Alle Zeitsteuereingänge H der Flip-Flops Ie₁, ... l8, sind an den Ausgang eines UND-Gatters 21 angeschlossen, das an seine η drei Eingängen das Zeitimpulssignal H₁, das Bedarfssignal S_D und das komplimentäre Ausgangssignal c eines Speichers 19 empfängt, wobei das Signal S_D in später noch zu beschreibender Weise von der Recheneinheit 6 abgeleitet wird und das Signal c der Übergang von "l" auf "O" sein kann, wenn an einem der j-Eingänge e,, *..e. ein Signal "l" zugeleitet wird. Jeder dieser Eingänge erhält die Signale m, ... m., die an den Q-Ausgängen der Flip-Flops Ie₁ ... l8. auftreten, und geht nach "l" oder bleibt auf "l" auf die abfallende Signalfront hin eines Signals, das an seinem Eingang zum Rückstellen auf "0" an der Klemme R zugeführt wird. Dieser Eingang R erhält das Signal vom Ausgang eines ODER-Gatters 42, auf dessen Eingänge folgende Größen gegeben werden: Das Signal FC vom Kreis 26 und das Signal S, das vom Detektorkreis 11 (Fig. 1 und 6) erzeugt wird, was später noch beschrieben wird. Das Signal S hat den Wert 1 nach dem Aufnehmen des Hörers aber bevor die Telefonverbindung zustandegekommen ist, und es hat den Wert "0", nachdem die Telefonverbindung hergestellt ist.

Der Ausgang des UND-Gatters 21 ist derart, daß, wenn an seinem zweiten Eingang das Bedarfssignal S_D nach "l" geht und wenn außerdem einer der Speicher 18, ... 18. oder 25 nicht den Zustand "l" hat, der erste Impuls H-, der dem Anfang des Bedarfssignals S^ folgt, den Η-Eingängen der Flip-Flops IS₁ ... l8, zugeführt wird.

Die Ausgänge der Flip-Flops IS₁ ... 18, sind mit Leistungsverstärkern 22. ... 22. des Abschnitts 4D verbunden. Diese Verstärker steuern, wenn ihnen ein Ausgangssignal von den zugehörigen Flip-Flops l8. ... 18. zugeht, Elektromagnete EL, ... EL., wodurch dann ein Geldstück eingenommen wird, z.B. durch Öffnen einer Sperre od.dgl., so daß die Münze dann einfach in einen Geldbehälter des Apparates fallen kann.

Es versteht sich, daß die Münzen nicht alle gleichzeitig eingenommen werden dürfen sondern in vorbestimmter Reihenfolge, z.B. nach steigender Wertigkeit der Münzen, und dazu dient der Abschnitt 4C, der die Reihenfolge der Einnahme festlegt und der die Speicher IS₁ ... 18. derart steuert, daß die Leistungsverstärker 22. ... 22. das Einkassieren der Münzen in der vorgesehenen Reihenfolge (z.B. beginnend mit den Münzen der kleinsten Wertigkeit) sicherstellen. Dieser Abschnitt 4C kann z.B. so verwirklicht werden, wie es in der Fig. 4 gezeigt ist, wobei die Logik derart ist, daß ein Speicher πκ der Ordnung i (i = 1, 2 ... j) die Speicher höherer Ordnung löscht, bis er den Zustand

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"l" einnimmt. Die Münze mit der kleinsten Wertigkeit steuert dabei den Speicher m.. und die Münze mit der größten Wertigkeit den Speicher m..

Jede Münze gelangt am Ende ihres Weges auf eine allen Münzen gemeinsame Schiene, bevor sie in den Sammelbehälter des Apparates hineinfällt. Beim Überlaufen dieser Schiene betätigt die Münze einen Mi'kroschalter M für die Wertigkeit, der sich innerhalb der Gruppe der SchaLter 2 befindet. Die Form des Signals, die dabei erhalten werden kann, ist in Fig. 5 dargestellt und mit der Bezeichnung Up versehen. Das Signal Up kommt anschließend auf die Logikschaltung 5» in der es sofort in einem Speicher 25 gespeichert wird, der über das Zeitimpulssignal H. synchronisiert ist. Dieser Speicher ist analog zum Speicher 13 des Behandlungskreises 3 aus Fig. 2. Auch das Signal Up₁-, das am Ausgang des Speichers 25 auftritt und dessen Form in Fig. 5 dargestellt ist, beginnt im gleichen Zeitpunkt wie der erste Impuls der Ze it impulskette H-, der dem Beginn des Signals U_2y folgt, und er endet im gleichen Zeitaugenblick wie der Impuls der Zeitimpulskette H-, der unmittelbar auf das Ende des Signals U_2y folgt. Signal U wird dann auf einen Impulsauswahlkreis 26 geleitet, von dem ein Abschnitt, der für die Erzeugung des Ausgangssignals Γ benötigt wird, analog dem Impulsauswahlkreis 14 ist, d.h. dieser Teil dient dazu, an seinem Ausgang lediglich den ersten Impuls der Impulssignalkette Hg

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abzugeben, der auf den Beginn des Signals Up₁. folgt. Der Impuls-Zeitverlauf dieses ersten Impulses Γ ist in der Fig. 5 gezeigt. Der andere Abschnitt des Schaltkreises 26 dient zur Erzeugung eines Ausgangsimpulses FC, der nach "l" übergeht, sobald der Impuls Γ nach "0" zurückgekehrt ist. Der Ausgang kehrt auf "0" zurück, wenn das Signal U₂₅ auf "0" umspringt. Der Impuls-Zeitverlauf des Ausgangssignals FC ist in der Fig. 5 wiedergegeben.

Das Ausgangssignal FC wird dem ersten Eingang eines ODER-Gatters 42 zugeführt. Der Impuls Γ wird zum einen dem zweiten Eingang des NOR-Gatters l6 (Fig. 2) zugeleitet, der zum Gatterschaltkreis 7 gehört, und zum anderen parallel auf die ersten Eingänge einer Serie von UND-Gattern 27-, ··· ^y Die zweiten Eingänge dieser UND-Gatter 27^^ ... 27.. erhalten die Signale m, ... m.,, die an den Q-Ausgängen der Flip-Flops 18- ... 18. auftreten. Die Ausgänge dieser UND-Gatter sind u.a. mit den entsprechenden Eingängen eines Codierkreises 28 verbunden. Wie der Codierkreis 15 aus der Fig. 2 djent auch der Codierkreis 28 dazu, an seinen Ausgängen ein codiertes Signal abzugeben, dessen Code weiter oben in Verbindung mit der Codierung des Kreises 15 bereits beschrieben wurde, so daß eine Wiederholung dieser Beschreibung an dieser Stelle nicht erforderlich ist.

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Wenn ein Impulssignal Γ auftritt, und während der Dauer eines solchen Impulses ist jeder Ausgang b^ (i = 1, ... η + l) des Codierkreises 28 im Zustand "l", wenn die Codestelle, die dem gerade zu vereinnahmenden Geldstück entspricht, auf "l" sein soll. Z.B. ist in der Fig. 5 das an den Ausgängen b? auftretende Signal entsprechend einem Kredit von zwei Einheiten (die Stelle b^ hat kein Gewicht). Die Ausgänge b? der Codierschaltung werden auf die Eingänge der ODER-Kreise IJ₁, ... 17_n+1 der Gatterschaltung 7 gegeben, die deren Weiterbehandlung in der Recheneinheit 6 zulassen. Am Ende des Impulses Γ stellt das Signal FC die Speicher In₁ (1 = 1 ... j) auf "O" zurück.

Es wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6 die Schaltung 11 besprochen, die dazu dient, die Polaritätsumkehr der Leitungen a und b der Telefonzuleitung festzustellen, wobei das Ausgangssignal dieser Detektorschaltung unter anderem auf einen Logikkreis 4 gegeben wird, der bereits an früherer Stelle beschrieben wurde. Die Detektorschaltung 11 enthält vier Dioden D-, ... Dj, in Brückenschaltung, einen Speisungsblock 29» vier Widerstände R, bis Rg, zwei Transistoren T₁ und T₃, zwei Verstärker 31 und J>2 und zwei bistabile Elemente KA und KB, welche bistabile Relais mit zwei Umkehrkontakten z.B. sein können.

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Die Wirkungsweise der Detektorschaltung 11 ist folgende. Es wird angenommen, daß der Benutzer den Hörer abnimmt und über den Fernsprechapparat, die Dioden Dp und D,, den Speisungsblock 29 und den Widerstand PU das Freizeichen hört, wobei dann die Leitung a der Telefonleitung auf einem höheren Potential liegt als die Leitung b. Unter dieser Bedingung ist der Transistor T₁ leitend, was ein Umschalten des bistabilen Elementes KA zur Folge hat, so daß der Widerstand R-, danach kurzgeschlossen ist (Kontakt 1 KA). Wenn das Telefonamt die Telefonverbindung zwischen dem Benutzer und seinem anderen Teilnehmer herstellt, wird die Polarität der Leitungen a und b der Fernsprechzuleitung umgekehrt. In derselben Weise wie bei KA kippt dann die bistabile Kippstufe KB und schließt den Widerstand R₄, kurz. Es befindet sich dann kein Widerstandselement mehr in Reihe auf diesem Niveau in der Leitung. Die Transistoren T. und T₂ sind gesperrt, das Signal S geht in den Zustand "0" und bleibt darin, bis der Telefonbenutzer den Hörer wieder auflegt, was eine Rückkehr der bistabilen Elemente KA und KB in ihre Ausgangsstellung bewirkt. Für den Fall, daß die Polarität der Leitungen beim Abnehmen des Hörers umgekehrt ist als vorher dargelegt, kippt zuerst das bistabile Element KB und danach das bistabile Element KA. Das Signal S geht nicht eher auf "0", bevor KA und KB gekippt sind. Daraus ergibt sich vorteilhaft, daß während der Aufteilung des erfindungsgemäßen Telefonapparates auf die zwei Leitungen a und b der Telefonzuleitung es nicht nötig ist, die Polarität dieser beiden Leitungen vorher zu ermitteln.

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Pig. 6 zeigt wiederum, daß das vom Detektorkreis 11 erzeugte Signal S dem Meldekreis 12 zugeführt wird, genauer gesagt einer Logikschaltung 33, die unter Zwischenschaltung eines Leistungsverstärkers J>k eine Relaisspule KE erregt. Das Relais KE ist mit einem ersten Kontakt 1 KE ausgestattet, der in Ruhestellung (in Pig. 6 gezeichnet) einen Oszillator 35 kurzschließt, der in der Lage ist, an die Telefonleitung ein hörbares Signal abzugeben, und der, wenn er durch die Relaisspule KE in Betrieb gesetzt ist, den Telefonapparat P shuntet, wobei der Oszillator 35 arbeitet. Das Relais weist u.a. einen zweiten Kontakt 2 KE auf, der bei erregtem Relais KE den Lautsprecher im Hörer des Telefonapparates P kurzschließt.

Wenn zwar der Stromkreis des Telefonapparates geschlossen, die Telefonverbindung im Amt jedoch noch nicht hergestellt ist, d.h., die Polaritätsänderung zwischen den Leitungen a und b noch nicht stattgefunden hat, ist das Niveau des Signals S immer noch "l", wie dies an früherer Stelle bereits ausgeführt wurde. Unter dieser Bedingung schafft der Logikkreis 33 eine periodische kurzzeitige Erregung der Relaisspule KE, so daß der Oszillator 35 wieder in den Telefonierkreis eingeschaltet wird und ein hörbares Signal an das Amt abgibt. Der Telefonbenutzer selbst kann dieses Tonsignal nicht hören, denn der Lautsprecher seines Hörers und der Tetefonapparat selber sind kurzgeschlossen, damit durch die Wiedergabe dieses Tons keine Täuschung entstehen kann. Es wurde auch eine Vorrichtung zur

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Abgabe der Tonsignale verwirklicht, die es beispielsweise einem im Amt sitzenden Operateur ermöglicht, an das der Telefonapparat angeschlossen ist, einen von diesem Apparat kommenden Ruf zu erkennen und beispielsweise für eine Umkehrung der Polarität zu sorgen oder dafür, daß einer oder mehrere Gebührenimpulse auf die Leitung gegeben werden, oder auch ein telefonisch aufgegebenes Telegramm in Rechnung zu stellen. Wenn also eine Polaritätsumkehr zwischen den Leitun* gen a und b hervorgerufen wird, fällt das Signal S au? den Wert "0" ab, so daß die Relaisspule KE nicht mehr erregt wird und die Kontakte dieses Relais in ihre Ruhelage zurückkehren, womit der Oszillator 35 kurzgeschlossen wird und der Telefonapparat P wieder in den Leitungskreis aufgenommen wird.

Als nächstes wird die Fig. 7 betrachtet, die ein AusfUhrungsbeispiel der Recheneinheit 6 zeigt. Die Recheneinheit 6 ist mit einer Anzahl D-Typen-Flip-Flops 36j_, 36₂ ... ausgestattet sowie mit einer gleichen Anzahl von Elementarzählern JJ₁, ... JT_n+1· Als D-Typen-Flip-Flops sind die auf dem Markt befindlichen Elemente MC 14013 der Firma Motorola verwendbar. Als Elementarzähler können von der gleichen Firma die Elemente MC 14008 verwendet werden.

Der Eingang a.^ jedes Elementarzählers Jl^ ist mit dem Q-Ausgang des D-Typen-Flip-Flops J>6_± verbunden, sein Eingang

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c, ist mit dem Ausgang c_Q des Elementarzählers 37.« ι verbunden, sein Ausgang c_Q mit dem Eingang c, des Elementarzählers 37- - und sein Ausgang S. mit dem Eingang D des D-Typen-Flip-Flops 3O₁. Die Eingänge b₁, b_g ... b_n+1 der Zähler JJ₁, 37

37 . sind an die Ausgänge der Gatterkreise 7 (Figuren 1 und 2) angeschlossen, die dieselben Bezugssymbole haben. Außerdem sind sämtliche Η-Eingänge der Flip-Flops ^₁, J56₂ ... 3^_n+1 mit dem Ausgang U₁ ^- des Gatterkreises 7 verbunden. Außerdem kann das Belastungssignal S^ vom Q-Ausgang des Flip-Flops )6 , abgenommen werden.

Um beim Pegel "0" den Inhalt der verschiedenen Speicherelemente der Recheneinheit 6 zu starten und die Summe der ersten Gebühr bei Zugang des ersten GebUhrenimpulses zu belasten, wird der Inhalt der Recheneinheit mit einer dem Betrag der ersten Gebühr entsprechenden Summe von Anfang an belastet und der erste Gebührenimpuls unberücksichtigt gelassen, wozu nicht eigens dargestellte Einrichtungen vorgesehen sind, die den ersten Gebührenimpuls ausschalten. Dies ermöglicht es, für die erste Gebühr einen von den Gebühreneinheiten der Nachfolgenden unterschiedlichen Wert oder auch den gleichen anzusetzen. Um die Recheneinheit also in Gang zu bringen, ist eine Codiermatrix 9 vorhanden, mit der der Wert der ersten Gebühr

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eingestellt werden kann. Diese Codiermatrix 9 weist eine Leitung 38 auf, die das Ausgangssignal S des Detektorkreises 11 aufnimmt, das dann als Startsignal dient, und außerdem eine Leitung 39* die mit Masse in Verbindung steht. Beide Eingänge S und R der D-Typen-Flip-Flops 36» ... 36 ₊, können wahlweise an die Leitung 38 oder an die Leitung 39 angeschlossen werden, was mit Hilfe von Umpolern 41 erfolgt. Es ist so möglich, der ersten Gebühr irgendeinen beliebigen Wert zu geben, indem man sie gemäß dem an früherer Stelle beschriebenen Code codiert.

Es soll jetzt die Arbeitsweise der Recheneinheit 6 beschrieben werden. Zuerst sei erinnert, daß in Anbetracht des gewählten Codes die Additions- und Subtraktionsvorgänge alle in Additionsvorgänge zusammengefaßt sind. In der Ruhestellung, d.h. bevor die Telefonverbindung zustandegekommen ist (bevor die Polarität der beiden Leitungen a und b umgekehrt wurde), befindet sich das Startsignal S im Zustand "l" wie auch das Signal U-ig* das sämtlichen Η-Eingängen der Flip-Flops 361 ... 36 , zugeführt wird, da ja das Signal ILg gleich (Γ + t_Q) und im Ruhezustand Γ und t_Q beide im Zustand "0" sind. In diesem Zustand ist die Recheneinheit 6 gesperrt, ihr Inhalt ist gleich dem Betrag der ersten Gebühr, und das Bedarfssignal S_D steht am Ausgang des letzten Flip-Flops 36 ., an. Wenn dann die Telefonverbindung durch das Amt hergestellt

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ist und dabei das Startsignal S von ^Ml" nach "O" übergeht, dann steuert die Logikschaltung 4 (Fig. 4) in der beschriebenen Weise die Einnahme eines Geldstückes, das vom Benutzer zuvor in den Apparat eingeworfen wurde und sich bis dahin im Magazin befand. Dabei ist ρ der dem eingenommenen Geldstück entsprechende Betrag und q der diesem Betrag ρ entsprechende Code. Der Code q erscheint an den Ausgängen b, ... b_n+-i der Gatterschaltung 7, und alle Gewichte des Codes q werden vorübergehend auf die Gewichtseingänge der zugehörigen Elementarzähler J57-L ... 37 ₊₁ gegeben. Gleichzeitig wird ein Impuls ι von der Größe "l" erzeugt. Dieser Impuls wird vom NOR-Gatter 16 in einen Impuls der Größe ¹¹O" umgewandelt, der den Η-Eingängen der Flip-Flops J>6 zugeführt wird. Aufgrund der abfallenden Front des "0"-Impulses wird der Inhalt der Recheneinheit 6, der dem Betrag der ersten Gebühr entspricht, der Zahl q hinzugefügt, und auf die ansteigende Front des "0"-Impulses hin wird das Ergebnis dieser Operation in die D-Flip-Flops 36, ... 56 . eingeführt. Wenn der Wert des eingenommenen Geldstückes kleiner ist als der Betrag der ersten Gebühr, dann bleibt das Konto des Benutzers auf der Negativseite, und das Bedaifssignal S_D steht am Ausgang der Recheneinheit 6 weiterhin an, so daß der Logikkreis 4 die Einnahme eines weiteren Geldstückes fordert, dessen Wert dann der Positivseite des Benutzers in der Recheneinheit 6 zugezählt wird. Die Geldstücke werden auf diese Weise nacheinander eingenommen, bis das Bedarfssignal S_D verschwindet. Jedesmal,

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wenn danach ein Gebührenimpuls (mit Ausnahme des ersten) über die Telefonleitung ankommt, solange die Telefonverbindung besteht, wird dieser Impuls im Logikkreis 3 (Fig. 2) verarbeitet, und sein Wert wird auf die Bedarfsseite des Kontos des Benutzers in der Recheneinheit genau in derselben Art aufgenommen wie der Wert eines jeden vereinnahmten Geldstückes, der der Positivseite des Kontos des Benutzers zugerechnet wird, und sie werden je nach Art des verwendeten Codes in positive oder negative Informationen umgewandelt. Wenn also nach dem Einschreiben eines Gebührenwertes in die Recheneinheit das Konto des Benutzers ein Minus aufweist, erscheint am Ausgang des Flip-Flops 36_n+1 erneut das Signal S_D und befiehlt wie zu früherem Zeitpunkt die Einnahme von Münzen nacheinander, bis sich der Kontostand wieder auf der Positivseite befindet. Wenn im Magazin des Telefonapparates keine Münzen mehr enthalten sind, kann das Signal S_D auch dazu verwendet werden, mit Hilfe eines geeigneten zwischengeschalteten Logikkreises ein Warnsignal an den Telefonbenutzer abzugeben, er möge weitere Münzen einwerfen, sofern er die Telefonverbindung aufrechterhalten will.

Wie aus dem Vorhergehenden deutlich wird, hat der erfindungsgemäße Münzfernsprecher eine Reihe von Vorteilen. Einer davon ist, daß er nur eine sehr schwache Energieversorgung braucht und daß seine Recheneinheit zu einem sehr

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wirtschaftlichen Preis hergestellt werden kann. Ein weiterer ergibt sich aus der Konzeption der neuartigen Recheneinheit, wonach es möglich ist, den Wert der ersten Gebühr oder Anfangs· gebühr von dem der folgenden unabhängig zu machen. Deshalb ist auch das Ingangsetzen der Recheneinheit unabhängig von Gebührensignalen und kann dann getrennt geregelt werden. Der Polarisationsumkehrdetektor für die Zuleitungen ermöglicht es nicht nur, das Anfangssignal für die Recheneinheit zu erzeugen, sondern er erlaubt auch, die Umkehr der Batterie zu überwachen, wenn der angerufene Teilnehmer sich meldet. Andererseits ermöglicht es aufgrund der Umkehr der Batterie der Polaritätsumkehrdetektor, daß sogleich ein MUnzeneinnahmebefehl abgegeben wird, solange das Konto des Teilnehmers sich noch auf der Negativseite befindet. Die Gutschrift der Münzen auf das Konto des Teilnehmers wird nur bis zur letzten aufgenommenen Münze durchgeführt, und der Inhalt im Magazin des Münzfernsprechers wird nicit dem Konto zugezählt, sondern diese Münzen befinden sich noch in Bereitschaft, aufgenommen oder auch wieder ausgezahlt zu werden. Schließlich ist die Erfindung sowohl bei einem Münzfernsprecher mit Vorauszahlung als auch bei einem solchen mit anschließender Zahlung einsetzbar.

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Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE

   Münzfernsprecher mit einer Fernsprechstelle, die zweiadrig über eine Pernsprechleitung mit einem Fernsprechamt verbunden ist, einem Gebührensignal-Detektorkreis parallel zur Fernsprechstelle, einer Anordnung von Befehlsund Steuerschaltern, die mit Münzen betätigt werden können, Logikschaltkreisen zur Weiterverarbeitung des AusgangsSignaIs des Gebührensignal-Detektorkreises und der Ausgangssignale der Anordnung von Befehls- und Steuerschaltern und einer Recheneinheit, die mit den Logikkreisen verbunden ist und dazu dient, den Zählerstand des Benutzers vom Augenblick der hergestellten Verbindung an auf dem richtigen Stand zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit eine Anzahl von Flip-Flops der D-Type(36) enthält, die alle einen Zeitsteuereingang ($ haben, einen Eingang (D), einen Rückstelleingang auf "0" (R), einen Setzeingang (S) sowie einen Ausgang (Q) und eine Anzahl von einfachen Summierern (37) von der Zahl der D-Flip-Flops (36), worin jeder Summierer (37) mit einem Eingang (a.) an dem Q-Ausgang des i-ten D-Flip-Flops liegt und einen Eingang (b_±) hat, über den das Wertikeitsbit (i) (i = 1, 2 ... n+l) vom Code (q) einer Information (p) (positive oder negative ganze Zahl oder Null,

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   entsprechend einem Geldbetrag, der dem Konto des Teilnehmers zuzuschlagen oder abzuziehen ist) zugeführt wird, wobei der Code (q) definiert ist durch

   q = C? . wenn ρ ^ O

   q = C^n + 2 - C^b , wenn ρ K 0 worin η eine ganze Zahl ist von mindestens 2ⁿ - 1 > ρ > - 2ⁿ

   und worin C₂n + 2 und C. . die reinen binärcodierten Größen für 2^{n +} bzw. den Absolutwert der Information (p) über (n + l) Stellen sind, wobei jeder Elementarzähler einen Eingang (o,) hat zum Übertrag aus der Stelle (i - l), einen Ausgang (cq) für die Abgabe des Ergebnisses an die Stelle (i + l), das diese an ihrem c,-Eingang aufnimmt, und einen Ausgang (S.) für die Ziffer der Stelle (i) aus der Summe (a. + b^ + c.), welcher mit dem D-Eingang des i-ten D-Flip-Flops verbunden ist.
2. 2. Fernsprecher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Codiermatrix für den Wert der in Rechnung zu setzenden Anfangsgebühr mit der Recheneinheit verbunden ist, während die Ausgänge der Matrix der Reihe nach mit den Eingängen (R) und (S) der D-Typen-Flip-Flops verbunden sind, und daß die Matrix an einem Eingang ein Startsignal erhält.

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3. 3. Fernsprecher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Logikkreis für die Behandlung des Ausgangssignals des Gebührensignal-Detektors einen Speicher enthält, der mit einem ersten Zeitimpuls-Signal (H ) synchronisiert ist, während der Eingang des Speichers mit dem Ausgang des Gebührensignal-Detektors verbunden ist und sein Ausgang an die entsprechenden Eingänge eines ersten Impulsausgangskreises und eines ersten Codierkreises gelegt ist, der zum Codieren des Gebührensignals nach dem Code vorgesehen ist, wobei die Ausgänge des Codierkreises parallel an ODER-Gatter bzw. Eingänge (b^) der Elementarzähler der Recheneinheit gelegt sind.
4. 4. Fernsprecher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impuls auswahlkreis an einem weiteren Eingang ein zweites Taktimpulssignal (H.) erhält, dessen Impulse dieselbe Folgefrequenz wie die des ersten Taktimpulssignals haben und in dessen Impulslücken fallen, daß der Auswahlkreis erst dann ein Ausgangssignäl abgibt, wenn der erste Impuls der zweiten Zeitimpulskette, der dem Beginn des Gebührensignals folgt, welches im Speicher gespeichert ist, auftritt, und der Ausgang des Impulsauswahlkreises auf einen ersten Eingang dnes NOR-Gatters gegeben wird, dessen Ausgang mit dem Zeitimpulseingang (H) der D-Typen-Flip-Flops und mit dem Eingang zum allgemeinen Freischalten des ersten Codierkreises verbunden ist.

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5. 5. Fernsprecher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung von Schaltern eine Gruppe von Steuerschaltern enthält, deren Anzahl der erforderlichen Anzahl zum
   Erkennen der Vorauszahlung der ersten oder Grundgebühr durch den Benutzer entspricht (für alle möglichen Kombinationen
   der in das Magazin eingeworfenen Münzen) wie auch die Anwesenheit irgendwelcher Münzen im Magazin, und eine Steuerschalteinrichtung, die durch irgendeine in den Apparat
   eingeworfene Münze betätigt werden kann, wenn die Münze
   gerade vereinnahmt wird.
6. 6. Fernsprecher nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle Schalter der Schalteinrichtung mechanische Schalter sind, von denen jeder bei Betätigung durch eine Münze ein
   Signal vom Binärwert "l" abgibt über einen bestimmten, der
   Schalteinrichtung zugeordneten Ausgang.
7. 7. Fernsprecher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaltern der Steuerschalteinrichtung zugehörenden Ausgänge an einen Logikkreis angeschlossen sind, der das Einnehmen der vom Benutzer in den Fernsprechapparat eingeworfenen Münzen befiehlt, eine nach der anderen in der
   gegebenen Reihenfolge und die Buchung des Geldes in der
   Recheneinheit mit der letzten eingenommenen Münze beendet ist synchron mit einem von der zweiten Zeitimpulssignalkette ausgewählten Impuls und während der Aufnahme eines Bedarfssignals,

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   das am Q-Ausgang des letzten D-Typen-Flip-Flops der Reihe auftritt.
8. 8. Fernsprecher nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschalteinrichtung an den Eingang einer Logikschaltung zur Behandlung des Steuersignals von der SteuerschäLteinrichtung angeschaltet ist, welche Logikschaltung einen zweiten Speicher aufweist, der das Signal der Steuerschalte inrichtung aufnimmt und durch die zweite Zeitimpulssignalkette synchronisiert ist, und daß der Ausgang des zweiten Speichers mit einem Eingang eines Schaltkreises verbunden ist, der an einem anderen Eingang die erste Signalimpulskette erhält, wobei dieser Schaltkreis eine zweite Impulsauswahleinrichtung enthält, die erst dann an ihrem Ausgang auftritt, wenn der erste Impuls der ersten Zeitimpulskette, der dem Beginn des im zweiten Speicher gespeicherten Signals folgt, auftritt, und ferner eine Schaltung enthält, die ein Signal erzeugt, welche das Ende des Eingabezyklus in die Recheneinheit bedeutet, und daß das Signal des Ausgangs des zweiten Impulsauswahlkreises auf einen zweiten Eingang des NOR-Gatters gegeben wird, dessen Ausgang mit den H-Zeiteingängen der D-Typen-Flip-Flops verbunden ist.
9. 9. Fernsprecher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Logikschaltung für den Einnahmebefehl eine Zahl von

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   Ausgängen aufweist, die gj. eich der Zahl der in den Fernsprecher einwerfbaren verschiedenen MUnzentypen ist, und daß die Logikschaltung zur Behandlung des Steuersignals eine gleiche Anzahl von UND-Gattern aufweist, von denen jedes mit einem ersten Eingang an einen entsprechenden Ausgang der Logikschaltung zur Einnahmebefehbausgabe und mit einem zweiten Eingang an den Ausgang des zweiten Impulsauswahlkreises angeschlossen sind, während die Ausgänge der UND-Gatter mit einem zweiten Codierkreis verbunden sind, der die erhaltenen Signale entsprechend in den Code umwandelt, wobei die Ausgänge des zweiten Codierkreises entsprechend an die anderen Eingänge der ODER-Gatter angeschlossen sind, deren Ausgänge auf die Eingänge Cb₁) der Summierer gegeben werden.
10. 10. Fernsprecher nach einem der Ansprüche 2 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Startsignal in einem die Umkehrung der Polarität der beiden Telefonzuleitungen feststellenden Detektor gebildet wird.
11. 11. Fernsprecher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der die Umkehrung der Polarität feststellende Detektor aus einer DiodenbrUckenschaltung besteht, von denen zwei Diagonaleingänge an die Telefonzuleitungen angeschlossen

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    sind, während an die anderen beiden Diagonaleingänge die Basen zweier Transistoren gelegt sind, die symmetrisch derart geschaltet sind, daß der eine Transistor leitend ist, wenn die Brückendioden in der ersten Richtung durchflossen werden, während der zweite Transistor leitend ist, wenn die Brückendioden in der entgegengesetzten Richtung durchflossen werden, wobei die Transistoren ein bistabiles Umschaltorgan steuern, dessen zwei Ausgänge parallel liegen und zum einen an eine GleichspannungsqueHe angeschlossen si nd und zum anderen an eine Ausgangsklemme, an der das Startsignal abgenommen wird.
12. 12. Fernsprecher nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsklemme, an der das Startsignal abgenommen wird, mit ehern Logikkreis für einen Meldebefehl verbunden ist und daß ein Oszillator vorgesehen ist, der ein hörbares Meldesignal an die Telefonleitung abgeben kann, wobei der Meldesteuerkreis eine gesteuerte Umpoleinrichtung enthält, die mit dem Telefonapparat und dem Oszillator derart verbunden ist, daß der Telefonapparat überbrückt wird, wenn die Umpoleinrichtung unter dem Einfluß des Meldesteuerkreises dann, wenn das Startsignal vorhanden ist, kippt, wobei dann der Oszillator in Wirkung tritt, und derart, daß der Oszillator bei Verschwinden des Startsignals überbrückt wird, wobei dann der Telefonapparat wieder betriebsfähig ist.

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