Schaltungsanordnung zur Erfassung und Aufzeichnung von Gebühren und Berechtigungsarten von Fernsprechteilnehmern in Fernsprechselbstanschlussanlagen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung und Aufzeichnung von Gebühren und Berechtigungsarten von Fernsprechteilnehmeren in Fernsprechselbstanschlussanlagen. Die verschiedenen Berechtigungsarten, wie Münzfernsprecher, Ortsfern- sprechberechtigung und andere Berechtigungen müs sen im allgemeinen für jeden Teilnehmer festgelegt sein, damit eine einwandfreie Behandlung eines jeden Anrufes sichergestellt ist.
Die Information über die Berechtigungsart wird schon gebraucht, wenn ein An ruf vorliegt und gewöhnlich fordert das in den her kömmlichen Fernsprechanlagen vorgesehene Register diese Information an und sie wird ihm auch zugeleitet. Dies kann beispielsweise durch Aussenden eines Signals vom Register zur Teilnehmeranschlussschal- tung und von dieser über eine besondere Leitung zu einer gemeinsamen, die Berechtigungsart kenn zeichnenden Einrichtung geschehen, von der aus ein die Berechtigungsart der betreffenden Leitung kenn zeichnendes Rücksignal zum Register übertragen wird.
In Anlagen, in denen die Steuerung der Schaltvorgänge mit sehr hoher Geschwindigkeit erfolgt, kann das zum Register zurückzugebende Signal durch gemeinsame Eirichtungen gegeben werden, woraus sich höhere Ersparnisse an Schaltmitteln ergeben, wenn es von Vorteil ist, in einer gegebenen Zeitspanne immer nur ein Register allein wirksam werden zu lassen.
Die Speicherung von Gebührenzählerständen soll derart erfolgen, dass die Information in einfacher Weise an eine Zentrale zur selbsttätigen Verrechnung übertragbar wird; die Feststellung des Vorhandenseins eines Zählimpulses muss über die Teilnehmeran- schlussschaltung erfolgen, um diese mit der Einrich- tung für die Positionsnummer der Teilnehmerleitung zu verbinden. Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung lässt sich so weiter ausbilden, dass diese Forderung mit Hilfe derselben Leitung von der Teilnehmeranschluss- schaltung erfüllt wird, die auch zur Feststellung der Berechtigungsart dient.
Die erfindungsgemässe Schaltung der Fernsprech- selbstanschlussanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermittel für die Aufzeichnung des Gebüh- renzählerstandes für einen jeden von mehreren Teil nehmern vorgesehen und ein weiteres elektrisches Speichermittel zur Kennzeichnung der Berechtigungs art eines jeden derselben Teilnehmer vorgesehen ist und dass beide Speichermittel für jeden Teilnehmer durch eine Mehrzahl elektrischer Impulse gesteuert werden, die über eine den beiden Speichermitteln ge meinsame Leitung übertragen werden.
Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; in Fig. 1 ist ein Magnetspeicher aus Ferritkernen zur Speicherung des Gebührenzähler standes für 200 Teilnehmer gezeigt; in Fig. 2 ist ebenfalls ein aus Ferritkernen zusammengesetzter Magnetkernspeicher gezeigt, der die Kennzeichnung der Berechtigungsart für 200 Teilnehmerleitungen be wirkt; Fig. 3 zeigt eine Addiereinrichtung zur Ver wendung für 5 Gruppen von je 200 Teilnehmerleitun gen;
Fig. 4 zeigt ein Impulsdiagramm der für die Steuerung der Magnetspeicher und der mit diesen ver bundenen Kippelemente verwendeten Impulse. Es werden in bekannter Weise ausgeführte Magnet speichermatrizen aus Ringkernen von Ferrit in Recht eckmatrixform verwendet; die Kerne sind von strom führenden Drähten durchzogen, mit deren Hilfe die Magnetisierung der Kerne bewirkt oder festgestellt wird.
Jeder Kern weist eine im wesentlichen rechteckige Hystereseschleife auf, so dass ein be stimmter Kleinstwert an magnetischer Feldstärke zur Umkehr der Magnetisierung aus der einen in die andere Richtung und wieder zurück im Gegensinne nötig ist; der Kern verbleibt in dem einen von den beiden Gegensinne zueinander gerichteten Magneti- sierungszuständen, wenn der Magnetisierungsstrom unterbrochen wird.
Der Gebührenzählerstandsspeicher nach Fig. 1 weist 200 Kernspalten auf, von denen jede in sechs Kernen den Gebührenstand eines Teilnehmers speichert, mit Hilfe der zugeordneten Schaltung kann jede Spalte in binärer aufzeichnungsart für jeden Teil nehmer einen Gesamtstand von 26 - 1 = 63 Einheiten als Zählerstand speichern.
Grössere Gesamtstandswerte können durch Anordnung einer grösseren Anzahl von Kernen in einer Spalte und durch Grössenerweiterung der Binäraddiereinrichtung nach Fig. 3 gespeichert und ausgewertet werden, idem bei Hinzufügen eines Kernes der speicherbare Grösstwert annähernd ver doppelt wird.
In Fig. 2 ist die Einrichtung zur Kennzeichnung der Berechtigungsart gezeigt; diese umfasst entweder eine Spalte, oder, falls erforderlich, eine Gruppe von Spalten für jede Berechtigungsart. Jede Teilnehmer leitung in der Gruppe von 200 Teilnehmern ist einem Kern in der Spalte oder in einer der Spalten einer Gruppe entsprechend ihrer Berechtigungsart zugeord net. Ein Teilnehmer kann eine oder mehrere Be rechtigungen haben oder gar keine von allen.
Eine Gruppe von 200 Leitungen weist gerade eine passende Grösse auf, es können aber auch grössere Gruppen gebildet werden, etwa solche aus 1000 Leitungen, wenn das Rauschen nicht zu stark wird, wie am Schluss der Beschreibung erläutert wird.
In den Fig. 1 und 2 sind die Kerne als dicke Schrägstriche eingezeichnet. Durch jeden Kern sind vier Leitungen gezogen. Die Kerne werden durch Halbschreibimpulse nach dem Impulsdiagramm ge- mäss Fig. 4 gesteuert. Der magnetische Zustand eines markierten Kernes kippt also nur dann in den Gegen sinn um, wenn zwei gleichsinnige Impulse gleichzeitig einwirken; ein Impuls allein kann nur eine vernach- lässigbar geringe Änderung des Magnetflusses in einem Kern bewirken.
In dem Gebührestandspeicher nach Fig. 1 ist eine Leitung P1.. . P200 von einer jeden Teilnehmer- anschlussschaltung durch die sechs Kerne in der ent sprechenden Spalte gezogen und an Erde gelegt, wenn keine besonders gekennzeichnete Berechtigungsart vor liegt. Ist einem besimmten Teilnehmeranschluss jedoch eine bestimmte Berechtigungsart zugeteilt, dann ist die betreffende Leitung auch noch durch die Kerne in der Berechtigungsspeichereinrichtung nach Fig. 2 hindurchgezogen und dann erst an Erde gelegt.
In dieser Leitung treten für Gebührenerfassungszwecke Vorimpulse T3 und T4 nach Fig. 4 auf. Eine zweite Spaltenleitung führt Kippimpulse T3, die den Vorim- pulsen T3 gleichsinnig wirken und mit ihnen zeitlich zusammenfallen, jedoch von kürzerer Dauer sind als diese und auf alle 1200 Kerne der Matrix ständig ein wirken. Die an Erde liegenden Zeilenleitungen OPI<B>...</B> 0P6 sind die Ausgangsleitungen; sie sind für sich durch alle Spaltenkerne der 200 Spalten gezogen, die zur selben Binärziffer der in den Spalten ge speicherten Binärzahlen gehören, und sie gehen zu der Zusatzeinrichtung nach Fig. 3.
Eine zweite Zeilen leitung, die durch alle zur selben Binärziffer gehören den Kerne gezogen ist, führt Kippimpulse T4, die von der Zusatzeinrichtung nach Fig. 3 kommen und gleichsinnig mit den Vorimpulsen T4 wirken und mit ihnen zeitlich zusammenfallen, jedoch von kürzerer Dauer sind als diese.
Wie bereits erwähnt, geht eine jede von einem Teilnehmeranschluss von besonderer Berechtigungsart ausgehende Leitung nach Durchgang durch die Ge- bührenstandsspeicherspalte in Fig. 1 durch einen Kern in der der betreffenden Berechtigungsart entsprechen den Spalte im Berechtigungsspeicher nach Fig. 2, in dem je ein Kern je Teilnehmer und je Berechtigungs art angeordnet ist. Diese Leitung führt Vorimpulse T1 und T2 nach Fig. 4 zusätzlich zu den oben er wähnten Zählimpulsen T3 und T4. Die anderen beiden Leitungen führen bzw.
Kippimpulse T1 und T2, die ständig auf alle Berechtigungskerne einwirken und mit den Vorimpulsen gleichsinnig und gleichzeitig auftreten, jedoch von kürzerer Dauer sind als diese.
Es wird nun die Wirkweise der Berechtigungs kennzeichnung beim Beginn eines Verbindungsauf baues beschrieben und nahher die der Gebührener fassung und -aufzeichnung, wenn eine Verbindung voll aufgebaut worden ist. <I>Berechtigung</I> Wenn beim Abheben eines Teilnehmers ein freies Register belegt worden ist, dann geht von diesem Register ein Signal, beispielsweise auf der Leitung P1 in Fig. 1 aus, das aus einem Vorimpuls TI besteht, auf den ein Vorimpuls T2 folgt.
Der Vorimpuls T1 wirkt auf alle Kerne des Gebührenstandsspeichers in der betreffenden Spalte ein und ebenso auf die beiden Berechtigungskerne in Fig. 2, durch die die Leitung P1 hindurchgezogen ist, wenn vorausgesetzt wird, dass dieser Teilnehmer ein Münzfernsprecher mit Fernver kehrssperre ist.
Gleichzeitig tritt in allen Berechtigungs kernen ein Kippimpuls T1 auf, so dass in den beiden oben bezeichneten Berechtigungskernen Koinzidenz des Vorimpulses mit dem Kippimpuls auftritt und diese beiden Kerne in den anderen Magnetisierungs- zustand kippen, wodurch in den beiden Spaltenleitun gen CBl und BTl ein Ausgangsimpuls auftritt.
Durch die verstärkten Ausgangsimpulse werden die Kippschaltungen CB und BT in den Zustand 1 gekippt; dies erfolgt über ODER-Gatter, an die an- dere Kernspalten mit derselben Berechtigungsart ange schlossen sind. Durch den nachfolgenden Vorimpuls T2 wird der durch den Vorimpuls T1 bewirkte Vorbereitungszustand aller Gebührenzählkerne wieder aufgehoben und durch den gleichzeitig in allen Be- rechtigungsspeicherkernen auftretenden Kippimpuls T2 werden die beiden vorher in den Zustand 1 ge kippten Kerne wieder in den Zustand 0 zurückgekippt.
Die Pause zwischen den beiden Impulsen TI und T2 muss nur lang genug dauern, um den Kippschal- tungen den Übergang in den anderen Zustand sicher zu gestatten. Die Ausgänge der Kippschaltungen sind über alle Teilnehmer mit gleicher Berechtigungsart vielfachgeschaltet und mit allen Registern verbunden. Da bei der gezeigten Anordnung immer nur ein Re gister in Funktion ist, gelangt das die Berechtigung kennzeichnende Signal wieder zu demjenigen Register zurück, das das Anforderungssignal über die Leitung Pl ausgesandt hat und es befähigt das Register, den folgenden Aufbau der Verbindung gemäss der an gezeigten Berechtigungsart zu steuern.
Nach Empfang des Signals schaltet das Register die Impulse von der Leitung Pl und vom Berechti gungsspeicher ab. Ein Rückstellimpuls nach Fig. 4 kippt dann die Kippschaltungen in dem Berechtigungs speicher in den Normalzustand zurück, worauf der Speicher für den nächsten Anruf bereit ist. Es ist sichergestellt, dass immer nur ein Berechtigungsaus- wertevorgang innerhalb einer Gruppe von 200 Leitun gen vor sich gehen kann.
In der gezeigten Anordnung ist diese Voraussetzung schon dadurch erfüllt, dass immer nur ein einziges Register in einer gegebenen kurzen Zeitspanne wirksam ist; in Anordnungen, in denen mehrere Register gleichzeitig wirksam sein können, kann jedoch eine Ausführung gemäss der Erfindung durch geeignete Sicherungsmassnähmen erreicht werden, durch die es verhindert wird, dass mehr als eine Leitung P1... in einer hinreichend kurzen Zeitspanne Impulse zugeführt erhält und durch die erreicht wird, dass immer das richtige Register ausgewählt wird, das das die Berechtigungsart an zeigende Signal empfangen soll.
<I>Zählung</I> Wenn der Verbindungsaufbau vollständig ausge führt ist, dann sind beispielsweise über die Leitung P1 eine Anzahl von Vorimpulsen T3 und T4 in ständigem Wechsel empfangen worden, deren Anzahl ein Mass für die für die aufgebaute Sprechverbindung zu entrichtende Gebühr darstellt. Die Kerne in der entsprechenden Spalte des Gebührenspeichers nach Fig. 1 befinden sich im Zustand 0 oder 1, derart, dass dadurch der aufgelaufene Gebührenzählerstand in binärer Schreibweise gekennzeichnet ist, wobei der Kern in der Zeile R1 der Fig. 1 die letzte Stellenziffer enthält. Ist z.
B. die aufgelaufene Gebühr durch die Zahl 27 gegeben, in binärer Schreibweise also 010<B>11,</B> so bedeutet das, dass sich die Kerne R1, R2, R4 und R5 im Zustand 1 und die übrigen im Zustand 0 befinden. Der erste Vorimpuls T3 kennzeichnet alle Kerne in der Spalte, so dass die Kerne R1, R2, R4, R5 im Zusammenwirken mit dem Kippimpuls T3 in den Zustand 0 gekippt werden, wobei die übrigen in diesem Zustand verbleiben. Daher treten in den Lei tungen OPI, 0P2, 0P4 und 0P5 Ausgangsimpulse auf.
In Fig. 3 sind sechs Kippschaltungen TGl <B>...</B> TG6 gezeigt, von denen jedoch die ebenso wie die Kipp- schaltung TG2 ausgeführten Kippschaltungen TG3, TG4 und TG5 nicht dargestellt sind.
Die Leitungen OPI ...0P6 vom Zählerstandsspeicher nach Fig. 1 her liegen über ODER-Gatter an den Ausgängen der Kippschaltungen in deren Zustand 1 an und an den Ausgängen der Kippschaltungen in deren Zustand 0 liegt über andere ODER-Gatter ein Rückstellimpuls nach Fig. 4 an. Die Leitungen 0P2, 0P3, 0P4 und 0P5 sind nicht dargestellt, entsprechen aber den Lei tungen 0P1 und 0P6 in Fig. 3.
Die sechs Kippschaltungen bilden zwar keine Zähl- kette, können aber eine bis zu sechsstellige Zahl in Binärform speichern, wobei die Kippschaltung TGl die Ziffer an der niedrigsten Stelle anzeigt. Über die Gatter GAl, GB1,. . . liegt an beiden Ausgangs klemmen der Kippschaltungen ein Addierimpuls ADD an.
Die Kippschaltungen und die Gatter sind so miteinander verbunden, dass ein Addierimpuls ADD alle Kippschaltungen von der Kippschaltung TGI an bis einschliesslich zu derjenigen Kippschal- tung, die sich im Zustand 0 befindet, in den jeweils anderen Zustand kipp, wodurch die eingespeicherte Zahl um 1 vermehrt ist. Die Einrichtung nach Fig. 3 ist für 1000 Teilnehmerleitungen vorgesehen, d. h., gemeinsam für 5 Teilnehmergruppen zu je 200 Leitun gen. .
In dem oben angegebenen Beispiel kippen die auf den Leitungen OPI, 0P2, 0P4 und 0P5 vom Zähler- standsspeicher her auftretenden Ausgangsimpulse nach Verstärkung die Kippschaltungen TGl, TG2, TG4 und TG5 in deren Zustand 1. Die Kippschaltungen kennzeichnen in dieser Zustandskombination in binärer Schreibweise nunmehr die Zahl 01110 0, die in de kadischer Schreibweise der Zahl 28 entspricht.
Die Ausgänge der Kippschaltungen im Zustand 1 sind gemäss Fig. 3 über Verstärker und Transistor- Gatterschaltungen mit den sechs Leitungspaaren IPI ...1P6 verbunden, die zu den Kernen in dem Zählerstandsspeicher nach Fig. 1 führen.
Die Schal tungsanordnungen für die Leitungen IP2.. . IP6 ent sprechen der für die Leitungen IP1. Wenn eine Kipp- schaltung, etwa TGl, in den Zustand 1 kippt, dann wird dadurch über einen Verstärker ein Potential an die Basiselektrode des Transistors TS1 angelegt. Da an der Kollektorelektrode des Transistors kein Po tential anliegt, hat dies keine Wirkung auf die durch die Übertragung des Gebührenstandes vom Gebühren standsspeicher Fig. 1 her hervorgerufenen Ausgangs impulse der Kippschaltungen.
Wenn jedoch Ausgangs signale der Kippschaltungen dann erzeugt werden, wenn gerade ein Addierimpuls auftritt, dann erzeugt ein über den Transformator TFl wirkender Kipp- impuls T4, dass in allen sechs Transistorgatterschal- tungen ein Potentialimpuls für alle Transistoren auf tritt.
Diejenige Gatterschaltung, an deren Transistor ein von der zugeordneten Kippschaltung hervorgeru fenes Basispotential anliegt, im Beispiel von der Kipp- schaltung TGl her, sendet daher zur Zeit des Auf tretens des Kippimpulses T4 einen Impuls in die Leitung IPI zu der entsprechenden Kernzeile im Ge- bührenstandspeicher.
In dem beschriebenen Beispiel treten also Aus gangsimpulse der Kippschaltungen TG3, TG4 und TG5 auf und es werden dadurch die Kerne in den Zeilen R3, R4 und R5 im Gebührenstandspeicher nach Fig. 1 markiert. Zugleich tritt an der Leitung Pl der Vorimpuls T4 auf, so dass die Kerne R3, R4 und R5 in der ersten Spalte durch die Koinzidenz der beiden Impulse gekippt werden.
Ein Rückstell- impuls nach Fig. 4 kippt nunmehr alle Kippschaltun- gen in Fig. 3 in den Zustand 0 zurück. Der Ge- bührenstandsspeicher enthält nun die Zahl 28 als von jetzt an geltenden neuen Gebührenstand in der ersten Kernspalte aufgezeichnet. Wenn der nächste Zählimpuls, das sind die Impulse T3 und T4 auftreten, dann wiederholen sich die beschriebenen Schaltvor gänge sinngemäss und es wird der neue Gebühren zählerstand 29 aufgezeichnet.
Wenn der neue Gebüh- renzählerstand vom Addierer empfangen worden und in der Kernmatrix aufgezeichnet ist, dann ist die Einrichtung für die Einspeicherung eines Zählimpulses für eine andere bestehende Verbindung bereit. Selbst verständlich muss im allgemeinen in der Steuer schaltung für die Zählimpulsgabe dafür gesorgt wer den, dass innerhalb einer Gruppe von<B>1000</B> Leitungen immer nur ein Zählimpuls allein auftritt.
Dies be deutet, dass der ganze 4 Impulse umfassende Vor gang nur eine so kurze Zeitspanne in Anspruch nehmen darf, dass selbst bei der schnellsten vor kommenden Zählimpulsfolge die Zählimpulse aller in der Gruppe von 1000 Leitungen vorhandenen Verbindungen erfasst werden können. Anderseits müssen jedoch die Pausen zwischen den vier Im pulsen lang genug andauern, damit die Kippschaltun- gen und die Kerne vollständig kippen können.
Die Schaltvorgänge bei der Auswertung der Be rechtigungskennzeichnung und die bei der Gebühren erfassung können ohne gegenseitige Störung über die selbe Leitung P verlaufen, vorausgesetzt, dass die Impulse TI und T2 nicht gleichzeitig mit den Impulsen T3 und T4 auftreten. Die Impulssequenzen der beiden Impulsfolgen können daher, falls erwünscht, von einander recht verschieden sein, vorausgesetzt, dass die eine ein ganzzahliges Vielfaches der anderen ist.
Die Vorimpulse haben im allgemeinen relativ langsam ansteigende und abfallende Flanken, weil sie in der Vermittlungseinrichtung erzeugt werden. Sie werden daher mit etwas längerer Dauer als die ent sprechenden Kippimpulse erzeugt, die nahezu recht winklige Flanken aufweisen, weil sie am Ort selbst erzeugt werden und der Zeitpunkt ihres Auftretens so bestimmt ist, dass sie mit der Mitte der Vor- impulse zusammenfallen. Praktisch können die Im pulse T2 und T4 vorteilhafterweise langsam an steigende und abfallende Flanken aufweisen, weil sie nur dazu dienen, die Kerne zurückzukippen, jedoch nicht zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen verwen det werden.
Zur Unterdrückung unerwünschten Rauschens sind an sich bekannte Anordnungen verwendbar. Solches kann durch die Wirkung von Halbimpulsen an den Kernen herrühren, weil die Hystereseschleife in der Praxis nicht wirklich genau rechtwinklig ver läuft. Eine Massnahme besteht darin, die Ausgangs leitungen wechselweise durch aufeinanderfolgende Kerne in zueinander entgegengesetztem Richtungssinn hindurchgezogen werden. Dadurch wird im wesent lichen das gesamte in der Leitung induzierte Rauschen gelöscht; ferner kann ein Verstärker verwendet wer den, der den gewünschten Ausgangsimpuls unabhängig vom Richtungssinn des Eingangsimpulses abgibt.
Eine andere oder allenfalls zustätzliche Massnahme ist die Verwendung eines Hauptsteuerimpulses, der die Aus gangsschaltung des Kernes vermittels eines Gatters kurz nach Beginn eines Kippimpulses ergänzt, so dass ein Störimpuls, der vor einem richtigen Ausgangsim puls auftritt, ganz untedrückt oder stark vermindert wird, wogegen ein richtiger Ausgangsimpuls Durch gang findet.