Schaltungsanordnung zur automatischen Gebührenerfassung in Fernmeldeanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Gebührenerfassung in Fernmelde anlagen.
Automatisch arbeitende Fernmeldeämter besitzen gewöhnlich für jeden Teilnehmer einen elektrisch be- tätigbaren Gesprächszähler. Diese Gesprächszähler werden über die Zähladern je nach Art und Dauer der Gesprächsverbindung weitergeschaltet. Der Zähler eines Teilnehmers summiert über den gesamten Ab lesezeitraum die für diesen Teilnehmer anfallenden Zählimpulse. In bestimmten Zeitabschnitten werden nun die in einem Gestell zusammengefassten Zähler fotografiert, wobei die auf dem Gehäuse angebrachte Teilnehmernummer und der Zählerstand festgehalten werden.
Beim Ablesen des Filmes und bei der über tragung der Werte auf eine Auswerteeinrichtung ent stehen sehr leicht Fehler, die zu Beanstandungen durch den Teilnehmer führen. Es wurde daher schon versucht, die Erfassung der anfallenden Gebühren automatisch durchzuführen. Es sind verschiedene An ordnungen bekannt, die jedem Verbindungsweg Ein richtungen zuordnen, die die anrufende und die ge rufene Teilnehmernummer sowie die Gesprächsdauer festhalten und daraus die Gebühren ermitteln. Der artige Anordnungen mit grossem Aufwand pro Lei tung sind viel zu teuer.
Es ist auch eine Anordnung bekannt, in der eine Magnettrommel zur Aufzeichnung der Gebühren vor gesehen ist. Jedem Teilnehmer ist hierbei auf dem Umfangsweg der Trommel ein Speicherabschnitt zu geordnet. Die Zähladern der Teilnehmeranschlüsse werden periodisch abgetastet und vorhandene Zähl impulse werden auf der betreffenden Stelle der Trom melfläche gespeichert. Da die Dauer der Zählimpulse sehr stark schwankt und die Abtastung sämtlicher Teilnehmer-Zähladern während der Dauer des kür- zesten Zählimpulses stattfinden muss, wird die Trom melgeschwindigkeit sehr hoch, was grosse Ansprüche an die mechanische Ausführung stellt.
Die Anlage wird dadurch sehr teuer und vor allen Dingen stö rungsempfindlich.
Diesen Nachteil vermeidet eine andere bekannte Anordnung. Jeder Teilnehmer-Zählader ist ein Ferrit- kern mit rechteckiger Hysteresisschleife als bistabiles Speicherelement zugeordnet. Die Kerne mehrerer Teilnehmer sind zu einer Matrix zusammengefasst und werden durch eine Abtastanordnung in einer Zeit ab getastet, die kürzer ist als der Zeitabstand zweier auf einer Zählader eintreffender Zählimpulse.
Bei der Abtastung wird das Speicherelement zurückgestellt und ein abgelesener Zählimpuls in Form der Teilneh mernummer oder eines ähnlichen Identifizierungszei- chens in einen zentralen Speicher, z. B. einen selbsttä tig ablesbaren Aufzeichnungsträger, übertragen. Die zu überwachenden Zähladern sind mit den Markierwick- lungen der zugeordneten Kerne verbunden.
Wird ein Kern auf diesem Wege von seinem 0 -Zustand in den 1 -Zustand gebracht, dann bleibt dieser Zustand so lange gespeichert, bis durch Koordinatenaufruf die ser Kern bei der Abtastung durch den Leseimpuls zu rückgestellt wird. Durch alle Kerne der Matrix ist eine Leseschleife geführt, in der dabei ein Spannungs impuls induziert wird, der über den Zustand des ab gefragten Kernes Aufschluss gibt. Spricht bei der Ab frage eines Kernes der am Lesedraht angeschaltete Indikator an, dann war der Kern im Zustand 1 und ist durch den Leseimpuls zurückgestellt worden.
Es muss für den zugeordneten Teilnehmer in diesem Falle ein Zählimpuls registriert werden. Spricht bei der Ab frage der Indikator nicht an, dann war der Kern im nichtmarkierten Zustand 0 . Es war kein Zählimpuls gespeichert und die Registrierung unterbleibt. Trifft die Abtastung gerade in einen Zählimpuls, dann heben sich die Erregungen des Kernes auf, solange er ab getastet wird. Der Kern bleibt daher im markierten Zustand und wird erst bei der nächsten Abfrage ge lesen und zurückgestellt. Durch die Speicherwirkung der Kerne genügt es, wenn jeder Kern einmal ab getastet wird in einem Intervall, das kleiner ist als der kürzeste Zeitabstand zwischen zwei Zählimpulsen auf einer Zählader.
Bei diesem Abtastzyklus geht auch kein Zählimpuls verloren, wenn die erste Abfrage in einen Zählimpuls fällt und dieser dann erst bei der nächsten Abfrage gelesen wird.
Diese bekannte Anordnung mit paralleler Einspei cherung und Abtastung hat jedoch auch Nachteile. Da auch bei der Einspeicherung von Zählimpulsen im Lesedraht Spannungen induziert werden, kann der zyklische Abtastvorgang gestört werden. Beim Zu sammentreffen eines Markiervorganges und eines Ab tastvorganges können sich die induzierten Spannungen vollständig oder teilweise aufheben, so dass Informa tionen verlorengehen können. Dieser Nachteil lässt sich nur dadurch beseitigen, dass Markiervorgang und Abtastvorgang zeitlich getrennt voneinander ab laufen.
Dies lässt sich in diesem Einsatzfalle jedoch nur sehr schwer und mit viel Aufwand durchführen, da die Zählimpulse zu beliebigem Zeitpunkt eintreffen.
Wird ein Ferritkernspeicher, z. B. für die Gebüh renerfassung in Fernsprech-Vermittlungsanlagen ein gesetzt, die noch mit elektromechanischen Schaltmit- teln arbeiten, dann ergeben sich für die bekannten Speicherungs- und Abtastverfahren weitere Schwierig keiten. Bei der Erzeugung der Zählimpulse, d. h. der Markierpotentiale, durch elektromechanische Schalt- mittel treten häufig Kontaktprellungen zu Beginn und am Ende des Zählimpulses auf.
Der Zählimpuls wird dabei in mehrere Teilimpulse aufgesplittert, die alle lange genug sind, um den Kern markieren zu können. Wenn nun ein Abfrageimpuls auf einen Markier impuls, aber zwischen zwei Teilimpulse desselben trifft, dann kann der Kern nach erfolgter Auswertung und Zurückstellung erneut markiert werden und lie fert deshalb bei der nächsten Abfrage fälschlicherweise nochmals ein Lesesignal, d. h. einen Gebührenimpuls.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, um der artige Doppelzählungen sicher zu vermeiden. Diese Verfahren beruhen alle auf einer zeitlichen Diskrimi nierung in Abhängigkeit von der maximal möglichen Impulsfolge auf einer Leitung. Es ist bekannt, zu die sem Zweck zwei gleichartig aufgebaute Ferritkern- speicher zu verwenden. Ein Ferritkernspeicher ist den Zähladern der Teilnehmer zugeordnet und speichert die einlaufenden Zählimpulse.
Ein Zählimpuls wird nur dann zu der zentralen Aufzeichnungseinrichtung weitergeleitet, wenn bei der vorhergehenden -Ab tastung keine Markierung und damit Informations übertragung in den Hilfsspeicher erfolgt ist. Da der Abtastzyklus des Ferritkernspeichers so gewählt ist, dass ein Kern bei zwei aufeinanderfolgenden Ab tastungen nur einmal durch einen Zählimpuls mar- kiert sein kann, ist damit sichergestellt, dass keine Doppelzählung mehr möglich ist. Fällt z.
B. bei der Abtastung eines Kernes der Leseimpuls in die Im pulslücke zweier Teilimpulse, dann wird dabei der Kern zurückgestellt, der Zählimpuls in den Teil speicher übertragen und in der zentralen Aufzeich nungseinrichtung registriert. Der folgende Teilimpuls des Zählimpulses bewirkt erneut eine Markierung im Speicher, der den Zähladern zugeordnet ist. Bei der nächsten Abtastung wird aus beiden Speichern ein Zählimpuls abgelesen. Diese Tatsache wird dazu be nutzt, die Weitergabe zu der zentralen Aufzeichnungs richtung zu sperren.
Dieses Verfahren ist wohl sicher gegen Doppelzählung, es erfordert aber einen erhebli chen Aufwand, d. h. zumindest zwei gleichartige Ferrit- kernspeicher mit der zugehörigen Programmsteuerung.
Es sind auch Verfahren bekannt, die mit zeitlicher Trennung von Markier- und Lesevorgang arbeiten. Alle zu überwachenden Zähladern sind normalerweise von den Markierleitungen des Ferritkernspeichers ge trennt und führen auf eine gemeinsame Detektorein- richtung, die das Anliegen von Zählimpulsen re- gistriert und danach die Markierleitungen des Ferrit- kernspeichers kurzzeitig zur übernahme der Zähl impulse anschaltet.
Während dieser Markierzeit wird die Abtastung des Speichers abgestoppt. Diese Mass- nahme ist jedoch auch nicht ausreichend, um Doppel zählungen durch unterteilte Zählimpulse zu vermei den. Es wird auch bei diesen Verfahren eine Anord nung von z. B. zwei Ferritkernspeichern, wie oben schon erwähnt, benötigt, um diesen Nachteil zu be seitigen.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Schaltungsanordnung anzugeben, die die Nach teile der bekannten Anordnungen vermeidet und zweckmässig nur einen Ferritkernspeicher benötigt. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung erreicht dies dadurch, dass einer Gruppe von Teilnehmern eine nichtspeichernde Diodenmatrix zugeordnet ist, deren Elemente nur beim Anstehen von Gebühren impulsen von einer Abtasteinrichtung in einer zeit lichen Reihenfolge abgetastet werden, wobei die Zeit eines vollständigen Abtastzyklus kleiner ist als der kürzeste auftretende Gebührenimpuls,
dass entspre chend einem an einem Element dieser Diodenmatrix anstehenden Gebührenimpuls nach erfolgter Ab tastung dieses Elementes das demselben zugeordnete Speicherelement eines übertragsspeichers markiert wird, dass bei der Abtastung Diodenmatrix und über tragsspeicher gleichzeitig abgelesen und die Ergeb nisse miteinander verglichen werden und dass eine einen Gebührenimpuls kennzeichnende Markierung erst dann in dem Endspeicher vorgenommen wird, wenn nur noch der Übertragungsspeicher das Krite rium für einen solchen anzeigt.
Dabei kann sichergestellt werden, dass alle Zähl adern durch eine Zählstrom-Anzeigeeinrichtung auf das Anstehen von Zählströmen überwacht werden und dass in Abhängigkeit davon die Abtasteinrichtungen (Impulsgenerator, Impulssperre, Zähler, Codewand- ler, Durchschalter, Lesegenerator) gesteuert werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen vor, dass ein von der Diodenmatrix abgetasteter Gebüh renimpuls durch den für die Matrix gemeinsamen In dikator angezeigt, einerseits einem Auswerter zuge führt und anderseits über den Schreibgenerator an den übertragsspeicher übertragen wird, dass der Ausgangsimpuls des übertragsspeichers über einen Leseverstärker dem Auswerter zugeführt wird, und dass der Indikator der Diodenmatrix und der Lese verstärker des übertragsspeichers in funktioneller Abhängigkeit auf den Auswerter einwirken.
Zweckmässig enthält die Abtasteinrichtung einen Impulsgenerator, welcher bei geöffneter Impulssperre einen Zähler zwecks Adressierung weiterschaltet und über einen Codewandler die Durchschalter für Dio- denmatrix und übertragsspeicher synchron betätigt.
Vorteilhaft steuert der Auswerter nur bei einer An steuerung aus dem Leseverstärker des übertrags- speichers einen Schreibgenerator für den als Puffer speicher ausgebildeten Endspeicher an, so dass die im Zähler feststehende Identifizierung der abgetasteten Zählader in einem entsprechenden Identifizierungs- zeichen (z. B. Teilnehmernummer) über einen Code- wandler in den Pufferspeicher eingeschrieben werden kann. Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird erst bei einem vorgegebenen Informationsinhalt im Pufferspeicher die Aufzeichnung auf einem zentralen Aufzeichnungsträger (z. B.
Lochstreifen, Magnet band) vorgenommen. Ist die Ansteuerung der Abtast- einrichtung aus der Zählstrom-Anzeigeeinrichtung verzögert, dann ist der Abtastzyklus zweckmässig um diese Zeit zu verkleinern. Bei Nichterregung der Zähl strom-Anzeigeeinrichtung wird gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Abtasteinrichtung durch die Impulssperre erst dann abgestoppt, wenn der Zähler zur Adressierung von Diodenmatrix und Übertragsspeicher noch mindestens einmal umgelau fen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert.
In dem Blockschaltbild sind nur die zum Ver ständnis der Schaltungsanordnung erforderlichen Ge räte dargestellt. In der vorliegenden Schaltungsanord nung sind die Zähladern einer Gruppe von Teilneh mern über die Anschaltung auf eine Diodenmatrix geführt. In der Anschaltung sind die Strombegren- zungswiderstände für die Markierkreise untergebracht. Alle Widerstände führen über die niederohmige Zähl strom-Anzeigeeinrichtung nach Erde. Diese Einrich tung spricht nur dann an, wenn Zählstrom auf einer oder mehreren Zähladern ansteht und lässt die Ab tasteinrichtungen an.
Um die Anlassung durch Stör impulse zu unterbinden, kann die Impulssperre auch verzögert geöffnet werden. Die Verzögerungszeit ist dabei so zu wählen, dass der längste Störimpuls sicher unterdrückt wird. Es ist jedoch aus diesem Grunde der Abtastzyklus um diese Zeit zu verkleinern. Jedem Eingang der Diodenmatrix ist eine UND -Schaltung aus zwei Dioden und einem hochohmigen Widerstand zugeordnet, mit deren Hilfe durch Zeilen- und Spal- tenaufruf jede Zählader auf Potential überprüft wer den kann.
Da diese vorgesehenen Elemente keine Speicherwirkung besitzen, muss die Abtastung der Diodenmatrix so erfolgen, dass der Abtastzyklus klei ner ist als der kürzeste Zählimpuls. Da die Zähl impulse auch verschieden lang sein können und der selbe Zählimpuls mehrere Male erfasst werden kann, muss durch die Schaltung sichergestellt werden, dass jeder Impuls trotzdem nur einmal registriert wird.
Wird vorausgesetzt, dass der kürzeste Zählimpuls 50 ms dauert, dann muss bei einer Gruppe von 1000 Teilnehmern die Abtastfrequenz 20 kHz betragen. Diese Schaltfrequenz wird von einem Impulsgenerator erzeugt und zur Steuerung einer Abtasteinrichtung verwendet. Zeigt die Zählstrom-Anzeigeeinrichtung Zählstrom an, dann wird eine Impulssperre geöffnet und die Schaltimpulse des Generators gelangen zum Lesegenerator eines übertragsspeichers und zu dem Zähler zum Adressieren beider Matrizen.
Der je weilige Zählerstand wird in einem nachfolgenden Codewandler umgesetzt, so dass stets fortlaufend die entsprechenden Punkte von Diodenmatrix und über tragsspeicher angesteuert werden. Die Abtastung und Auswertung der Zählimpulse erfolgt nun wie nach stehend beschrieben.
Hat die Impulssperre geöffnet, dann gelangt der nächste Impuls des Generators einmal über Zähler, Codewandler und Durchschalter zu dem abzufragen den Punkt der Diodenmatrix und zum anderen über die Voreinstellung durch Zähler, Codewandler und Durchschalter in Verbindung mit dem Lesegenerator zum entsprechenden Speicherelement des Übertrags speichers. Liegt in der Diodenmatrix kein Zählimpuls vor, dann wird auch von dem gemeinsamen Indikator kein Ausgangssignal geliefert und demzufolge über den Schreibgenerator und den Durchschalter keine Markierung des zugeordneten Speicherelementes im übertragsspeicher vorgenommen.
Da das betreffende Speicherelement auch nicht markiert war, ergab sich beim Lesen kein Ausgangsimpuls über den Lesever stärker. Der Auswerter der Anordnung erhält keine Eingangssignale und greift daher in den Abtast- bzw. Aufzeichnungsvorgang noch nicht ein. Wird über den Zähler ein Punkt der Diodenmatrix angesteuert, der durch einen Zählimpuls beaufschlagt ist, dann liefert der Indikator ein Ausgangssignal. Der Leseimpuls des zugeordneten Speicherelementes des übertragsspei- chers führt zu keinem Ausgangssignal am Lesever stärker.
Der Auswerter wird nur vom Indikator an gesteuert und veranlasst auch in diesem Falle keine Schaltmassnahme. Der vom Indikator gelieferte Aus gangsimpuls wird nach der Abtastung über einen Schreibgenerator in das zugeordnete Speicherelement des übertragsspeichers eingeschrieben. Wird dieselbe Zählader beim nächsten Zyklus wieder abgefragt, dann liefert der Indikator der Diodenmatrix und der Leseverstärker ein Ausgangssignal, wenn der Zähl impuls noch ansteht. Auch bei dieser Ansteuerung bleibt der Auswerter in seiner Ruhelage.
Steht auch bei der nächsten Abtastung der Zählimpuls noch an, dann sind die Verhältnisse gleich. Erst wenn bei einer folgenden Abtastung die Diodenmatrix über den In dikator kein Ausgangssignal abgibt, dann steuert das über den Leseverstärker des übertragsspeichers er haltene Signal den Auswerter. Es ist noch zu bemer ken, dass nach jedem Ausgangssignal am Indikator der Diodenmatrix anschliessend das entsprechende Speicherelement des übertragsspeichers markiert wird.
Der Abtastzyklus ist dabei so festzulegen, dass er kleiner ist als der kürzeste Gebührenimpuls und länger als die am Anfang oder Ende des Impulses auf tretende Prellzeit. Dann ist durch diese Art von Ab tastung sichergestellt, dass der Auswerter nur an spricht, wenn wirklich ein Gebührenimpuls vorgelegen hat. Auch bei verschieden langen Zählimpulsen ist sichergestellt, dass sie nur einmal registriert werden.
Spricht der Auswerter an, dann wird der Schreib generator eines Pufferspeichers angelassen und die anhand des Zählerstandes gegebene Identifizierung der abgefragten Zählader über einen Codewandler und den betätigten Durchschalter in der Form eines entsprechenden Identifizierungszeichens (z. B. Teil nehmernummer) von dem Pufferspeicher übernom men. Danach wird durch den Impulsgenerator der Zähler weitergeschaltet und die Abtastung der näch sten Zählader eingeleitet.
Sind auf diese Art eine bestimmte Anzahl von In formationen in dem Pufferspeicher eingetragen, dann fordert dieser in nicht dargestellter Weise eine zen trale Aufzeichnungseinrichtung, z. B. einen Streifen locher oder ein Magnetbandgerät auf, diese Informa tionen zu übernehmen. Dadurch wird erreicht, dass das Aufzeichnungsgerät nicht bei jeder aufzuzeichnen den Information angelassen werden muss. Dies bringt zusätzlich eine erhöhte Lebensdauer dieses Gerätes.
Stellt nun die Zählstrom-Anzeigeeinrichtung fest, dass keine Zählströme mehr anstehen, dann darf die Abtastung nicht sofort abgestoppt werden. Es müs sen zunächst noch die im übertragsspeicher festgehal tenen Informationen abgelesen werden. Aus diesem Grunde muss die Abtastung so lange weitergeführt werden, bis der Zähler ein weiteres Mal umgelaufen ist.
Dies ist aus dem folgenden Grunde erforderlich: Es sei angenommen, dass bereits ein Teil der Zähl adern abgetastet ist, wenn durch die Zählstrom-An- zeigeeinrichtung festgestellt wird, dass kein Zählstrom mehr ansteht, dann werden wohl die restlichen Zähl adern endgültig abgetastet und die anfallenden Zähl impulse registriert. Aber die bis zu diesem Zeitpunkt im Zyklus abgetasteten Zähladern müssen nochmals abgetastet werden. Da der Einsatzpunkt der Ab schaltevorbereitung bei beliebiger Zählader sein kann, wählt man einfach den Weg, dass unabhängig vom Einsatzpunkt alle Zähladern nochmals abgetastet wer den.
Die Stillsetzung der Abtasteinrichtungen kann dann in einfacher Weise durch eine verzögerte Ab schaltung der Impulssperre durchgeführt werden.
Der Aufbau der Diodenmatrix und des übertrags- speichers ist nicht unbedingt gleich zu wählen. Es ist nur erforderlich, dass der Übertragsspeicher so viele Speicherelemente besitzt, wie Zähladern von der Diodenmatrix erfasst werden. Die Diodenmatrix kann z. B. dekadisch und dreidimensional aufgebaut sein, der übertragsspeicher als Ferritkernmatrix dagegen zweidimensional. Bei der Diodenmatrix sind z. B. 10 X 10 =l00 Eingänge in einer Ebene angeordnet und darüber hinaus dann zehn Ebenen übereinander, so dass sich insgesamt 1000 Eingänge ergeben.
Diese Anordnung lässt sich in einfacher Weise durch 30 Schaltstufen zum Durchschalten der Einer-, Zehner- und Hundertereinrichtungen aufbauen. Als Indikator genügt in diesem Falle eine einfache Schaltstufe. In folge der dekadischen Aufteilung wird ein übersicht licher Aufbau erreicht. Der Ferritkernspeicher kann in einer ebenen Anordnung aufgebaut und so in Zei len und Spalten unterteilt werden, dass ein Mindest- mass an Schaltmitteln zum Ansteuern des einzelnen Kernes erforderlich wird.
Dies wirkt sich besonders günstig aus im Codewandler und Durchschalter des Übertragsspeichers. Das Einschreiben und Lesen des Übertragsspeichers erfolgt über Zeilen- und Spalten drähte nach dem bekannten Koinzidenzverfahren mit Halbströmen.
Das Einschreiben der Informationen in den Puf ferspeicher erfolgt zweckmässig in einem für den End- speicher, d. h. den Aufzeichnungsträger geeigneten Code (z. B. ()-Zeichen). Der anschliessende über gang von dem Pufferspeicher in dieses Endgerät er folgt in entsprechender auf den Aufzeichnungsträger abgestimmter Weise. Als Endspeicher kommen in erster Linie Streifenlocher oder Magnetbandgeräte in Frage. Die Aufzeichnungsträger dieser Geräte (Loch streifen, Magnetband) werden in vorbestimmten Zeit abständen entnommen und zur Rechnungserstellung einer zentralen Rechnungsstelle zugeführt.