EP0106848A1 - Schaltungsanordnung für einen münzfernsprecher - Google Patents

Schaltungsanordnung für einen münzfernsprecher

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Publication number
EP0106848A1
EP0106848A1 EP19830900696 EP83900696A EP0106848A1 EP 0106848 A1 EP0106848 A1 EP 0106848A1 EP 19830900696 EP19830900696 EP 19830900696 EP 83900696 A EP83900696 A EP 83900696A EP 0106848 A1 EP0106848 A1 EP 0106848A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microprocessor
clock
clock pulse
switch
coin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19830900696
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Alfred Nyffenegger
Walter Messerli
Walter Zbinden
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ascom Autelca AG
Autelca AG
Original Assignee
Ascom Autelca AG
Autelca AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ascom Autelca AG, Autelca AG filed Critical Ascom Autelca AG
Publication of EP0106848A1 publication Critical patent/EP0106848A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M17/00—Prepayment of wireline communication systems, wireless communication systems or telephone systems
    • H04M17/02—Coin-freed or check-freed systems, e.g. mobile- or card-operated phones, public telephones or booths
    • H04M17/023—Circuit arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
    • H04M19/08—Current supply arrangements for telephone systems with current supply sources at the substations

Definitions

  • the invention relates to a circuit arrangement for a payphone.
  • Self cashier of pay phones have a Münz ⁇ tester to the inserted coins fen to prü ⁇ , and switches and / or shut-off devices to the coins which are unacceptable to steer into the coin return and save the acceptable coins and guide for collecting the coin .
  • the loop direct current which can fluctuate between approximately 20 and 80 mA depending on the load on the telephone network, is often not sufficient for the operation of the electrical components of the self-cashier, especially the coin validation device and the drive devices for the switches and shut-off devices.
  • the object of the invention is to remove all electrical components of a payphone.
  • FIG. 1 is a block diagram of the parts of the circuit arrangement of a payphone essential for the invention
  • Fig. 2 is a more detailed schematic diagram of a "" Sperr ⁇ vibrator and a switching regulator circuit of the circuit arrangement of Fig. 1,
  • Fig. 3 shows a more detailed circuit diagram of two
  • Fig. 1 the two lines of the subscriber loop are designated in the usual way with a and b.
  • the subscriber station shown has, in parallel to the input (a, b), a conventional surge arrester (not shown) and the input of a sieve element (not shown) which is permeable to the AC frequency of the tax pulses and which is connected to the clock pulse counter.
  • the connecting lines 1, 2 of the subscriber station are connected to the subscriber lines a, b by a pole changeover switch 3, the control circuit of which, described in more detail below, ensures that the connecting lines 1, 2 are always the same when the telephone receiver is lifted (closed subscriber loop) Have polarity.
  • a changeover switch 4 connects the connecting line 2 to the one end of a diagonal branch of a rectifier bridge circuit (Graetz circuit) 5 in the rest position shown (with the subscriber loop open); the other end of the diagonal branch is connected to line 1.
  • the switch 4 remains in the rest position as long as the hook switch 6 is in the rest position, that is to say the telephone receiver is not removed.
  • a charging resistor 7 e.g. 22 kilohms
  • Bridge circuit 5 connected storage capacitor 8 (e.g. 20 mF) slowly (time constant e.g. 7 min.) Charged by the loop voltage (e.g. H8 V) to a voltage of e.g. 33 V limited by a Zener diode 9, which is a multiple of the setpoint the operating voltage (5 or 10 V) of the electrical components described below Self-cashier of the payphone is.
  • a manually operable switch 10 and a light-emitting diode 11 are connected in parallel with the charging resistor 7 and indicate the charging current to the installer.
  • the blocking oscillator 13 which is shown in more detail in FIG. 2, works as a direct voltage converter and serves to recharge the storage capacitor 8, increasing the part of the loop voltage applied to it, so that the storage capacitor 8 is recharged to the voltage of, for example, 33 V.
  • the storage capacitor 8 feeds two identically constructed switching regulators 14, 15, the first of which regulates an output voltage U of 5 V and the second regulates an output voltage O of 10 V.
  • the output voltages U and U are selected in accordance with the nominal values of the operating voltages of the electrical components of the self-cashier.
  • the self-cashier has a coin validator as well as several switches and shut-off devices to check the inserted coins, to direct the unacceptable coins into the coin return and to store the acceptable coins in memory channels and to store them at the end of the telephone conversation. direct those coins that are required to pay the fee into the coin box and return the remaining coins.
  • a microprocessor is provided for the evaluation of the test signals of the coin validation bodies, the calculation of the call fee and the determination of the coins to be cashed and returned, as well as the corresponding control of the turnouts and locking devices.
  • the parts of the self-cashier mentioned are in Switzerland. Patent Applications Nos. 1 321/82, 1 322/82 and 2 042/82 are described in detail. Of these components 1 are two in Fig.
  • a microprocessor (CPU) 19, to which the test signals are supplied from a plurality of testing members of a coin selector 20 and clock pulse • .Two illustrated transmitter 21, 22, which in of the type described in more detail below by a switching device 23 alternately connected to the clock input of the microprocessor 19.
  • a supply voltage U p of 10 V is required for the DC motors 17, 18, and a supply voltage U of 5 V is required for the other components 19 to 23.
  • the DC motors 17, 18 are supplied by the switching regulator 15.
  • the components 19-23 of the self-cashier are fed by the loop direct current as long as this is sufficient for this. If the part of the loop voltage lying on the components 19-23 falls below U., these components are fed by the switching regulator 14. It is known that switching regulators have the property that they keep the output voltage constant despite fluctuations in the input voltage and the load current. A particularly high degree of efficiency is achieved with the circuit of the switching regulator 14 shown in more detail in FIG. 2.
  • the output voltage is regulated by changing the duty cycle of a transistor switch, and the reference voltage required for the regulation is generated by a storage capacitor 8 and supplies a constant current from a few microamperes of the type LM234 (National Semiconductor) and by a Zener diode 29 limited.
  • the switching regulator 15 is constructed in the same way as the switching target 14. Between the output of the switching regulator 14, 15 and the common reference line 2, a capacitor 30, 31 is connected, which on the one hand serves as a memory for the voltage U 1 , U 2 and on the other hand for smoothing the inductor 32 and the transistor 33 of the switching regulator 14, 15 generates switch-on pulses.
  • the components 19-23 are fed directly from the loop (not by the converters 13, 14) if the direct current in the loop (and the charged storage capacitor) is sufficient, the power supply being provided by a diode 35.
  • the microprocessor 19 is a so-called non-statically operable C-M0S microprocessor of the type NSC800.
  • Such microprocessors • have the advantage that they use little electricity. However, clock pulses of a certain minimum frequency must be continuously supplied to them so that the information stored in the registers is retained, ie the register content has to be "refreshed” periodically.
  • the power requirement of the microprocessor increases with the clock frequency; With the NSC800 microprocessor, the power consumption increases. B. from about 2 mA at 100 kHz to 12 mA at 4 MHz. It has now been recognized that the energy required per operation of the microprocessor at high clock
  • OMPI frequency is smallest.
  • the microprocessor is operated with a high clock frequency of 5 MHz in order to carry out its arithmetic and logical operations and with a low clock frequency of 50 kHz * after the completion of the operations to be carried out the register information of the microprocessor. is sufficient.
  • the two clock pulse generators 21 and 22 for the clock pulse frequency of 5 MHz and 50 kHz and the switching device 23 required for switching between the two clock pulse generators are shown in more detail in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows the pulse sequences that occur in each case on the lines labeled A to K of the circuit of FIG. 3.
  • the 5 MHz clock pulse generator 21 is a crystal oscillator which is connected to the clock pulse input of the microprocessor 19 via an electronically controlled switch (CMOS analog switch) 38, a Schmitt trigger 39 and a further electronically controlled switch 40.
  • CMOS analog switch electronically controlled switch
  • the Schmitt trigger 39 is used on the one hand to convert the sine wave train of the quartz oscillator 21 into a rectangular pulse train and on the other hand to reduce the energy consumption: the quartz oscillator 21 is in constant operation and is operated with the lowest possible power. Its oscillator signal is not sufficient for clocking the microprocessor 19. The signal is amplified by the Schmitt trigger 39, and accordingly the power consumption of the Schmitt trigger is substantially greater than that of the oscillator 21.
  • the Schmitt trigger 39 only works when the switch 38 is closed and this is how described in more detail below, the case only briefly.
  • the 50 kHz clock pulse generator 22 formed by an RC generator equipped with a Schmitt trigger is connected to the clock pulse input of the microprocessor 19 via an electronic switch 41.
  • the switchover device 23 has four D flip-flops 42 to 45 and a pulse converter 46 for controlling the switches 38, 40, 41, each D flip-flop 42 to 45 having a dynamic C input designed as a clock input with edge control.
  • the switching device 23 works as follows: in the idle state, the switches 38, 40 are open and the switch 41 is closed; the clock pulse input • of the microprocessor 19 is clocked at the clock frequency of 50 kHz of the pulse generator 22, which is sufficient to receive the register information of the microprocessor.
  • Interrupt Control block ICB 47 a signal from one of Münz ⁇ testing members 20 or a command generator of Münzfern ⁇ speaker, for example a 'Chalter from Gabels 6 betätig ⁇ th or by the customer to trigger an operation of the microprocessor and the Display of the result of the operation of the command transmitter to be actuated, switches 38, 40 are closed and switch 41 opened, as will be explained in more detail below, whereupon the clock pulse input of the microprocessor 19 is clocked at the clock frequency of 5 MHz of the clock pulse generator 21 .
  • the microprocessor 19 carries out the operations with the high clock frequency which are necessary due to the signal received from the interrupt control block (ICB) carries out.
  • the microprocessor 19 gives a short impulse to the line C at the point in time designated t in FIG. 4, so that after the delay described below during which the microprocessor carries out the last required operations, the stopover the clock frequency is triggered. Because the C entrance
  • the circuit part 46 outputs a rectangular pulse which is longer in time than the pulse of the microprocessor, on its output line E, which is connected to the negated input of an AND gate 49, the other negated input of which is connected to line D, so that the variable on the output line F of the AND gate 49 connected to the D input of the flip-flop 44 assumes the value one after the end of the rectangular pulse generated by the circuit part 46.
  • this point in time is designated t p .
  • the C input of the flip-flop 44 is connected to the 50 kHz clock pulse generator 22, so that the flip-flop 44 is set to the value one on the rising edge of the next 50 kHz clock pulse.
  • This time is indicated with t-; the line G, which is connected to the Q output of the flip-flop 44, is connected to the D input of the flip-flop 45, the C input of which is connected to the output of the Schmitt trigger 39, so that the Input value one b -l of the rising edge of the next following check pulse of the 5 MHz clock pulse sequence is stored in the flip-flop 45.
  • t ⁇ This time is denoted by t ⁇ .
  • the value at the Q output of flip-flop 45 changes from zero to one and the value at the Q output (negated Q output) from one to zero.
  • the switch 41 connected to the Q output is closed and the switch 40 connected to the ZJ output is opened.
  • the switch 38 is opened because of the Q output of flip-flop 45 is connected to the C input of flip-flop 43, the output signal of which controls switch 38.
  • the switching process is controlled by the flip-flop 45 such that the pulse interval of the clock pulses supplied to the microprocessor when switching is at least equal to the pulse interval of the clock pulse sequence supplied by the 5 MHz clock pulse generator 21. If the switches 40, 41 not controlled by the flip-flop 45 but also from the flip-flop 44 as described above, would then be 'switched at the time t, so that a smaller pulse spacing would result, which could lead to disturbances in the microprocessor •.
  • the interruption control block (ICB) 47 again receives a signal from a further checking device of the coin validator 20 or a command from one of the commanders, it sets the output signal on line K to the value one, which is the flip-flop
  • flip-flop 43 is set on the one hand and switch 38 is closed by its output signal, and on the other hand the output signal on line D is set to one, so that the. AND gate 49 is no longer permeable and the variable at the D input (line F) of flip-flop 44 assumes the value zero.
  • the flip-flop 44 is reset on the next following rising edge of the pulse train of the encoder 22, at the time tg, and the flip-flop 45 is then reset on the next following rising edge of the pulse train of the Schmitt trigger 39, at the time t 7 , as a result of which the switch 40 is closed and the switch 41 is opened.
  • Patent application No. 2 042/82 blocking devices and switches of the payphone are driven by DC electric motors with permanent field magnets, two motors 17, 18 of which are shown in FIG. 1.
  • One pole of the motor 1.7 is sen angeschlos ⁇ to the connection line 2, the other pole of a capacitor 50, which by one of two transistors 51, 52 switch formed alternately with the on • potential U p lying output of the switching regulator 15 and with the connecting line 2 is connectable.
  • the bases of the two transistors 51, 52 are one
  • Non-link 53 connected to an output of the microprocessor 19.
  • the motor 17 is driven in one direction of rotation in order to move the switch or shut-off device in one position and in the other direction to move it to the other position.
  • the microprocessor 19 changes its output signal at the non-link 53 from one to zero when the motor is rotating in one direction and from zero to one when it is to be driven in the other direction.
  • the NPN transistor 51 becomes conductive and the PNP transistor 52 becomes non-conductive.
  • An excitation current then flows through the motor 17 until the capacitor 50 is charged.
  • the microprocessor 19 changes the output signal from zero to one, the transistor 52 becomes conductive and the transistor 51 becomes non-conductive, so that the capacitor 50 discharges, whereby the motor 17 is driven in the other direction.
  • the operating voltage of the motor 17 is only 5 V, but the capacitor 50 is charged to 10 V, so that the motor is operated with overvoltage at the start of the rotary movement and thus a large torque at the start of the rotation occurs so that the switch or shut-off device is actuated quickly and the voltage on the motor during the capacitor discharge corresponds approximately to its operating voltage.
  • the shut-off devices and switches of the self-cashier could also be actuated by solenoids acting on permanent magnets, which are fed in the same way as the electric motors 17, 18 by the circuit parts 50 to 53 corresponding circuit parts.
  • the pole-changing switch 3 has a polarized relay 5 having a permanent magnet, the control circuit of which is constructed in the same way as that of the motors 17, 18 and has a capacitor 55, two transistors 56, 57 and a Schmitt trigger 58, the output of which is connected to the bases of the transistors 56, 57 and its input to the output of the audio circuit 12.
  • the Schmitt trigger 58 therefore receives a signal which effects the pole changeover only when the fork switch 6 is closed. If the subscriber loop is open, there is no switchover, and therefore no energy is consumed for it.
  • the rectifier bridge circuit 5 ensures that the capacitor 8 always remains the same polarity, even with an open loop, regardless of the polarity of the subscriber lines a, b.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Prepayment Telephone Systems (AREA)
  • Control Of Vending Devices And Auxiliary Devices For Vending Devices (AREA)

Description

Schaltungsanordnung für einen Münzfernsprecher
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für einen Münzfernsprecher.
■ Selbstkassierer von Münzfernsprechern haben eine Münz¬ prüfvorrichtung, um die eingeworfenen Münzen zu prü¬ fen, sowie Weichen und/oder Absperrvorrichtungen, um die nicht annehmbaren Münzen in die Münzrückgabe zu lenken und die annehmbaren Münzen zu speichern und zum Kassieren in die Münzkassette zu lenken. Der Schleifengleichstrom, der je nach der Belastung des Fernsprechnetzes zwischen etwa 20 und 80 mA schwanken kann, reicht für den Betrieb der elektrischen Bau¬ teile des Selbstkassierers, vor allem die Münzprüf¬ vorrichtung und die Antriebsvorrichtungen für die Weichen und Absperrorgane häufig nicht aus. Für
-Münzf rns reeher~war-desh-a_b -bisher- eine-zusätz-li ehe Stromquelle erforderlich und die Fernsprecher konnten nicht an durch die Elektrizitätsversorgung nicht erschlossenen Orten aufgestellt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sämtliche elektrischen Bauteile eines Münzfernsprechers aus-
PI - 2 -
schliesslich aus dem Schleifengleichstrom zu spei¬ sen.
Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des kennzeichnenden Teils des Patentan¬ spruchs 1. '
Bevorzugte Ausführungsarten der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 umschrieben.
Durch die in den Patentansprüchen 6 bis 10 angegebe¬ nen Weiterbildungen der Erfindung wird erreicht, dass der Energieverbrauch der elektrischen Bauteile des Selbstkassieres, nämlich der Antriebsvorrichtungen für die Weichen und/oder Absperrvorrichtungen sowie eines Mikroprozessors, der die von MünzprüfOrganen er¬ zeugten Prüfsignale auswertet und die Antriebsvor¬ richtungen für die Weichen und/oder Absperrvorrich¬ tungen steuert, möglichst klein gehalten wird.
Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs¬ beispiel der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild der für die Erfindung wesentlichen Teile der Schaltungsanordnung eines Münzfernsprechers,
Fig. 2 ein ausführlicheres Schaltschema eines ""Sperr¬ schwingers und eines Schaltreglers der Schaltungsanordnung von Fig. 1,
Fig. 3 ein ausführlicheres Schaltschema von zwei
Taktimpulsgebern und einer Umschaltvorrich¬ tung der Schaltungsanordnung von Fig. 1, und Fig. H ein Impulsdiagramm zum Schaltungsteil von Fig. 3.
In Fig. 1 sind in üblicher Weise die beiden Leitun¬ gen der Teilnehmerschleife mit a und b bezeichnet. Die dargestellte Teilnehmerstation hat parallel zum Eingang (a, b) einen üblichen (nicht dargestell¬ ten) Ueberspannungsableiter und den Eingang eines für die Wechselstromfrequenz der Taximpulse durch¬ lässigen (nicht dargestellten) Siebgliedes, welches mit dem Taktimpulszähler verbunden ist. Die Anschluss¬ leitungen 1, 2 der Teilnehmerstation sind durch einen Polumschalter 3 mit den Teilnehmerleitungen a, b ver¬ bunden, dessen weiter unten näher beschriebene Steuer¬ schaltung dafür sorgt, dass die Anschlussleitungen 1, 2 bei abgehobenem Fernsprechhörer (geschlossener Teilnehmerschleife) stets dieselbe Polarität haben. Ein Umschalter 4 verbindet in der dargestellten Ruhe¬ stellung (bei offener Teilnehmerschleife) die An¬ schlussleitung 2 mit dem einen Ende eines Diagonal¬ zweigs einer Gleichrichter-Brückenschaltung (Graetz- Schaltung) 5; das andere Ende des Diagonalzweigs ist mit der Leitung 1 verbunden. Der Umschalter 4 bleibt in der Ruhestellung, solange der Gabelschalter 6 in Ruhestellung ist, der Fernsprechhörer also nicht ab¬ genommen ist. In dieser Ruhestellung wird ein über einen Ladewiderstand 7 (z.B. 22 Kiloohm) mit der
"Brückenschaltung 5 verbundener Speicherkondensator 8 (z.B. 20 mF) langsam (Zeitkonstante z.B. 7 Min.) durch die Schleifenspannung (z.B. H8 V) aufgeladen und zwar auf eine durch eine Zenerdiode 9 begrenzte Spannung von z.B. 33 V, die ein Vielfaches des Soll¬ werts der Betriebsspannung (5 bzw. 10 V) der im folgenden beschriebenen elektrischen Bauteile des Selbstkassierers des Münzfernsprechers beträgt. Um bei Montagearbeiten eine raschere Aufladung des Speicherkondensators 8 zu ermöglichen, sind parallel zum Ladewiderstand 7 ein manuell betätigbarer Schal¬ ter 10 und eine Leuchtdiode 11 geschaltet, welche dem Monteur den Ladestrom anzeigt.
Beim Abheben des Hörers wird mit dem Umschalten des Gabelschalters 6 auch der Umschalter 4 umgeschaltet und der Schleifengleichstrom fliesst dann nicht mehr durch die Brückenschaltung 5 sondern durch den Hör¬ sprechkreis 12, einen in Serie an diesen angeschlos¬ senen Sperrschwinger 13 und - wie weiter unten be¬ schrieben - durch die elektrischen Bauteile des Selbst¬ kassierers.
Der in Fig. 2 näher dargestellte Sperrschwinger 13 arbeitet als Gleichspannungswandler und dient zum Nachladen des Speicherkondensators 8, wobei er den an ihm anliegenden Teil der Schleifenspannung herauf¬ setzt, damit der Speicherkondensator 8 auf die Span¬ nung von z.B. 33 V nachgeladen wird. Der Speicher¬ kondensator 8 speist zwei gleich aufgebaute Schalt¬ regler 14, 15, deren erster eine Ausgangsspannung U, von 5 V und deren zweiter eine Ausgangsspannung O- von 10 V reguliert. Die Ausgangsspannungen U, und U sind entsprechend den Sollwerten der Betriebs¬ spannungen der elektrischen Bauteile des Selbst¬ kassierers gewählt. Der Selbstkassierer hat einen Münzprüfer sowie mehrere Weichen und Absperrvorrich¬ tungen, um die eingeworfenen Münzen zu prüfen, die nicht annehmbaren Münzen in die Münzrückgabe zu lenken und die annehmbaren Münzen in Speicherkanälen zu speichern und am Ende des Telefongesprächs die- jenigen Münzen, die für die Bezahlung der Gebühr erforderlich sind, in die Münzkassette zu lenken und die restlichen Münzen zurückzugeben. Für die Auswertung der PrüfSignale der Münzprüforgane, die Berechnung der Gesprächsgebühr und die Bestimmung der zu kassierenden und der zurückzugebenden Münzen sowie die entsprechende Steuerung der Weichen und Ab¬ sperrvorrichtungen ist ein Mikroprozessor-vorgesehen. Die erwähnten Teile des Selbstkassierers sind in den Schweiz. Patentanmeldungen Nr. 1 321/82, 1 322/82 und 2 042/82 ausführlich beschrieben. Von diesen Bauteilen sind in Fig. 1 zwei von mehreren Gleich¬ strommotoren 17, 18, ein Mikroprozessor (CPU) 19, dem die Prüfsignale von mehreren Prüforganen eines Münzprüfers 20 zugeführt werden und .zwei Taktimpuls- • geber 21, 22 dargestellt, die in weiter unten näher beschriebener Art durch eine Umschaltvorrichtung 23 abwechselnd mit dem Takteingang des Mikroprozessors 19 verbunden werden.
Für die Gleichstrommotoren 17, 18 ist eine Speise¬ spannung Up von 10 V, für die übrigen Bauteile 19 bis 23 eine Speisespannung U, von 5 V erforderlich.Die Gleichstrommotoren 17, 18 werden vom Schaltregler 15 gespeist. Die Bauteile 19-23 des Selbstkassierers werden vom Schleifen¬ gleichstrom gespeist, solange dieser dazu ausreicht. Wenn der an den Bauteilen 19-23 liegende Teil der Schleifenspannung unter U. fällt, werden diese Bauteile vom Schaltregler 14 gespeist. Schaltregler haben bekanntlich die Eigenschaft, dass sie die Ausgangsspannung trotz Schwankungen der Ein¬ gangsspannung und des Laststroms konstant halten. Mit der in Fig. 2 näher dargestellten Schaltung des Schaltreglers 14 wird ein besonders hoher Wirkungs¬ grad erzielt . Dabei wird die Ausgangsspannung durch Aenderung des Tastverhältnisses eines Transistor¬ schalters geregelt und die für die Regelung erfor¬ derliche Referenzspannung mittels einer vom Speicher¬ kondensator 8 gespeisten , einen konstanten Strom von einigen Mikroampere liefernden Stromquelle 28 vom Typ LM234 ( National Semiconductor ) erzeugt und von einer Zenerdiode 29 begrenzt . Der Schaltregler 15 ist gleich wie der Schaltreffler 14 aufgebaut . Zwischen den Ausgang des Schaltreglers 14, 15 und die gemeinsame Bezugslei¬ tung 2 ist ein Kondensator 30, 31 geschaltet, der einerseits als Speicher für die Spannung U, , U2 und andererseits zum Glätten der von der Drosselspule 32 und dem Tran- ' sistor 33 des Schaltreglers 14 , 15 erzeugten Ein¬ schaltimpulse dient . Wie erwähnt, werden die Bauteile 19-23 bei ausreichendem Schleifengleichstrom (und geladenem Speicher¬ kondensator) unmittelbar (nicht durch die Wandler 13, 14) aus der Schleife gespeist, wobei die Stromversorgung durch eine Diode 35 erfolgt.
Der Mikroprozessor 19 ist ein sog. nicht statisch betreibbarer C-M0S Mikroprozessor vom Typ NSC800. Solche Mikroprozessoren •haben den Vorteil, dass sie nur wenig Strom brauchen. Allerdings müssen ihnen dauernd Taktimpulse einer bestimmten Mindestfrequenz zugeführt werden, damit die in den Registern gespeicherten Infor¬ mationen erhalten bleiben, d.h. der Register Inhalt muss perio¬ disch "aufgefrischt" (refreshed) werden . Der Leistungsbedarf des Mikroprozessors steigt dabei mit der Taktfrequenz ; beim NSC800- Mikroprozessor steigt der Stromverbrauch z . B . von etwa 2 mA bei 100 kHz auf 12 mA bei 4 MHz an . Es wurde nun erkannt , dass die pro Operation des Mikro¬ prozessors erforderliche Energie bei hoher Takt-
OMPI frequenz. am kleinsten ist. Um den Energieverbrauch des Mikroprozessors möglichst klein zu halten, wird dieser jeweils zur Durchführung seiner arithmeti¬ schen und logischen Operationen mit einer hohen Taktfrequenz von 5 MHz und nach dem Abschluss der durchzuführenden Operationen mit einer niedrigen Taktfrequenz von 50 kHz* betrieben, die gerade zum Erhalt der Registerinformationen des Mikroprozessors . ausreicht.
Die beiden Taktimpulsgeber 21 und 22 für die Takt¬ impulsfrequenz von 5 MHz und 50 kHz sowie die für das Umschalten zwischen den beiden Taktimpulsgebern erforderliche Umschaltvorrichtung 23 sind in Fig. 3 näher dargestellt. In Fig. 4 sind die an den mit , A bis K bezeichneten Leitungen der Schaltung von Fig. 3 jeweils auftretenden Impulsfolgen dargestellt. Der 5-MHz-Taktimpulsgeber 21 ist ein Quarzoszillator, der über einen elektronisch gesteuerten Schalter (CMOS-Analog Switch) 38, einen Schmitt-Trigger 39 und einen weiteren elektronisch gesteuerten Schalter 40 mit dem Taktimpulseingang des Mikroprozessors 19 verbunden ist. Der Schmitt-Trigger 39 dient einer¬ seits dazu, den Sinuswellenzug des Quarzoszillators 21 in einen Rechteckimpulszug umzuwandeln und ande¬ rerseits zur Verringerung des Energieverbrauchs: Der Quarzoszillator 21 ist nämlich dauernd in Be¬ trieb und wird mit einer möglichst geringen Leistung betrieben. Sein Oszillatorsignal reicht für das Takten des Mikroprozessors 19 nicht aus. Durch den Schmitt-Trigger 39 wird das Signal verstärkt, die Leistungsaufnahme des Schmitt-Triggers ist dement¬ sprechend wesentlich grösser als die des Oszillators 21. Der Schmitt-Trigger 39 arbeitet aber nur, wenn der Schalter 38 geschlossen ist und dies ist, wie im folgenden näher beschrieben, jeweils nur kurz¬ zeitig der Fall. Der durch einen mit einem Schmitt- Trigger ausgerüsteten RC-Generator gebildete 50-kHz- Taktimpulsgeber 22 ist über einen elektronischen Schalter 41 mit dem Taktimpulseingang des Mikropro¬ zessors.19 verbunden. Die Umschaltvorrichtung 23 hat zur Steuerung der Schalter 38, 40, 41 vier D-Flipflops 42 bis 45 und einen Impulsumformer 46, wobei jeder D-Flipflop 42 bis 45 einen als Takt-Ein¬ gang mit Flankensteuerung ausgebildeten, dynamischen C-Eingang hat.
Die Umschaltvorrichtung 23 arbeitet wie folgt: Im Ruhezustand sind die Schalter 38, 40 offen und der Schalter 41 ist geschlossen; der Taktimpulseingang • des Mikroprozessors 19 wird mit der Taktfrequenz von 50 kHz des Impulsgebers 22 getaktet, die zum Erhalt der Registerinformationen des Mikroprozessors aus¬ reicht. Wenn ein Unterbrechungssteuerblock (Interrupt Control Block ICB) 47 ein Signal von einem der Münz¬ prüforgane 20 oder einem Befehlgeber des Münzfern¬ sprechers, z.B. einem vom Gabels'chalter 6 betätig¬ ten oder einem vom Kunden für die Auslösung einer Operation des Mikroprozessors und die Anzeige des Ergebnisses der Operation zu betätigenden Befehlgeber, empfängt, werden, wie weiter unten näher erläutert, die Schalter 38, 40 geschlossen und der Schalter 41 geöffnet, woraufhin der Taktimpulseingang des Mikro¬ prozessors 19 mit der Taktfrequenz von 5 MHz des Taktimpulsgebers 21 getaktet wird. Das Impulsdia¬ gramm von Fig. 4 geht von diesem Schaltungszustand aus, in dem der Mikroprozessor 19 die aufgrund des vom Unterbrechungssteuerblock (ICB) empfangenen Signals erforderlichen Operationen mit der hohen Taktfrequenz durchführt. Unmittelbar vor dem Abschluss dieser Operationen gibt der Mikroprozessor 19 im in Fig. 4 mit t, bezeichneten Zeitpunkt einen kurzen Impuls auf die Leitung C, wodurch nach der im folgenden beschriebenen Verzögerung, während welcher der Mikro¬ prozessor die letzten erforderlichen Operationen ausführt, die Umsohaltung der Taktfrequenz ausge¬ löst wird. Weil der C-Eingang
des D-Flipflops 42 durch ein Nicht-Glied 48 mit der Leitung C verbunden ist, wird der Flipflop 42 und damit sein auf der Leitung D liegendes Ausgangssig¬ nal am Ende des auf die Leitung C gegebenen Impulses des Mikroprozessors auf Null gesetzt. Der Schaltungs¬ teil 46 gibt einen gegenüber dem Impuls des Mikropro¬ zessors zeitlich verlängerten Rechteckimpuls auf seine Ausgangsleitung E, die mit dem negierten Ein¬ gang eines UND-Tores 49 verbunden ist, dessen anderer, negierter Eingang an die Leitung D angeschlossen ist, so dass die Variable an der mit dem D-Eingang des Flipflops 44 verbundenen Ausgangsleitung F des UND- Tors 49 nach dem Ende des vom Schaltungsteil 46 er¬ zeugten Rechteckimpulses den Wert Eins annimmt. Im - Diagramm von Fig. 4 ist dieser Zeitpunkt mit tp be¬ zeichnet. Der C-Eingang des Flipflops 44 ist mit dem 50-kHz-Taktimpulsgeber 22 verbunden, so dass der Flipflop 44 bei der Anstiegsflanke des nächstfolgen¬ den 50-kHz-Taktimpulses auf den Wert Eins gesetzt wird. Dieser Zeitpunkt ist mit t- angegeben; die Leitung G, welche an den Q-Ausgang des Flipflops 44 angeschlossen ist, ist mit dem D-Eingang des Flip¬ flops 45 verbunden, dessen C-Eingang an den Ausgang des Schmitt-Triggers 39 angeschlossen ist, so dass der am D-Eingang liegende Wert Eins b -l der Anstiegs¬ flanke des nächstfolgenden Recheckimpulses der 5-MHz- Taktimpulsfolge im Flipflop 45 gespeichert wird. Dieser Zeitpunkt ist mit t^ bezeichnet.- Dabei ändert der Wert am Q-Ausgang des Flipflops 45 von Null auf Eins und der Wertam Q-Ausgang (negierten Q-Ausgang) von Eins auf Null. Dadurch wird der mit dem Q-Ausgang verbundene Schalter 41 geschlossen und der mit dem ZJ-Ausgang verbundene Schalter 40 geöffnet. Gleich¬ zeitig wird der Schalter 38 geöffnet, weil der Q-Ausgang des Flipflops 45 an den C-Eingang des Flip¬ flops 43 angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal den Schalter 38 steuert. Durch das Umschalten der Schalter 40, 41 wird der Mikroprozessor nach Ab- schluss der Operationen mit den 50-kHz-Taktimpulsen des Gebers 22 getaktet. Durch den Flipflop 45 wird der Umschaltvorgang so gesteuert, dass der Impuls¬ abstand der an den Mikroprozessor gelieferten Takt¬ impulse beim Umschalten mindestens gleich dem Impuls¬ abstand der vom 5-MHz-Taktimpulsgeber 21 gelieferten Taktimpulsfolge ist. Würden die Schalter 40, 41 nicht wie oben beschrieben vom Flipflop 45 sondern vom Flipflop 44 gesteuert, dann würde im Zeitpunkt t- 'umgeschaltet, so dass ein kleinerer Impulsabstand resultieren würde, der zu Störungen im Mikroprozessor • führen könnte.
Sobald, z.B. im Zeitpunkt t--, der Unterbrechungssteuerblock (ICB) 47 erneut ein Signal eines weiteren Prüforgans des Münz¬ prüfers 20 oder einen Befehl eines der Befehlgeber empfängt, setzt er das Ausgangssignal auf der Leitung K auf den Wert Eins, das den Flipflop
42 setzt. Dadurch wird einerseits der Flipflop 43 gesetzt und durch dessen Ausgangssignal der Schalter 38 geschlossen, und andererseits das Ausgangssignal auf der Leitung D auf Eins gesetzt, so dass das . UND-Tor 49 nicht mehr durchlässig ist und die Variable am D-Eingang (Leitung F) des Flipflops 44 den Wert Null einnimmt. Bei der nächstfolgenden Anstiegs¬ flanke der Impulsfolge des Gebers 22, im Zeitpunkt tg, wird der Flipflop 44 zurückgesetzt und anschlies- send wird -bei der nächstfolgenden Anstiegsflanke der Impulsfolge des Schmitt-Triggers 39, im Zeitpunkt t7 , der Flipflop 45 zurückgesetzt, wodurch der Schal¬ ter 40 geschlossen und der Schalter 41 geöffnet wird. Der Umschaltvorgang zwischen der niedrigen Takt¬ frequenz von 50 kHz und der hohen Taktfrequenz von
5 MHz erfolgt dabei wieder so, dass der Impulsab¬ stand nicht kleiner wird als der Impulsabstand der Taktimpulsfolge von 5 MHz. Damit ist der Ausgangs¬ zustand des Impulsdiagramms von Fig. 4 wieder er¬ reicht, der Mikroprozessor 19 wird mit der hohen Taktfrequenz von 5 MHz getaktet, bis er.nach Durch¬ führung der erforderlichen Operationen wieder die Um¬ schaltung der Taktfrequenz auf 50 kHz auslöst. Wenn das Telefongespräch beendet ist und der Mikropro¬ zessor die Absperrvorrichtungen und Weichen zum Kassieren und Zurückgeben der Münzen gesteuert hat, wird er nach Beendigung der Operationen mit der niedrigen Tak'tfrequenz von 50 kHz dauernd weiter getaktet, wobei die Taktimpulsgeber 21, 22 und die Umschaltvorrichtung 23 nach dem Aufhängen des Telefonhörers und dem Umschalten des Gabelschalters
6 sowie des Umschalters 4 durch den von der Schleifen¬ spannung über die Brückenschaltung 5 dauernd nachge¬ ladenen Speicherkondensator 8 über den Schaltregler 14. espeist werden.
Die in der Schweiz. Patentanmeldung Nr. 2 042/82 näher beschriebenen Absperrvorrichtungen und Weichen des Münzfernsprechers sind durch Gleichstromelektro¬ motoren mit permanenten Feldmagneten angetrieben, von denen zwei Motoren 17, 18 in Fig. 1 dargestellt sind. Der eine Pol des Motors 1.7 ist an die Anschlussleitung 2, der andere Pol an einen Kondensator 50 angeschlos¬ sen, der durch einen aus zwei Transistoren 51, 52 gebildeten Umschalter abwechselnd mit dem auf dem • Potential Up liegenden Ausgang des Schaltreglers 15 und mit der Anschlussleitung 2 verbindbar ist. Die Basen der beiden Transistoren 51, 52 sind mit einem
" Nicht-Glied 53 verbunden, das an einen Ausgang des Mikroprozessors 19 angeschlossen ist. Der Motor 17 wird jeweils im einen Drehsinn angetrieben, um die Weiche bzw. Absperrvorrichtung in die eine Stellung zu bewegen und im anderen Drehsinn, um sie in die andere Stellung zu bewegen. Dazu ändert der Mikroprozessor 19 jeweils sein am Nicht-Glied 53 liegendes Ausgangssignal vom Wert Eins auf Null, wenn der Motor im einen Drehsinn, und von Null auf Eins, wenn er im anderen Drehsinn angetrieben werden soll. Bei der Aenderung von Eins auf Null wird der npn-Transistor 51 leitend und der pnp-Transistor 52 wird nichtleitend. Es fliesst dann solange ein Erregerstrom durch den Motor 17, bis der Kondensator 50 geladen ist. Wenn der Mikroprozessor 19 das Aus¬ gangssignal von Null auf Eins ändert, wird der Transistor 52 leitend und der Transistor 51 nicht¬ leitend, so dass sich der Kondensator 50 entlädt, wodurch der Motor 17 im anderen Drehsinn angetrieben wird. Die Betriebsspannung des Motors 17 ist ledig¬ lich 5 V, der Kondensator 50 wird aber auf 10 V auf¬ geladen, so dass der Motor am Anfang der Drehbewe¬ gung jeweils mit Ueberspannung betrieben wird und dadurch am Anfang der Drehung ein grosses Dreh¬ moment auftritt, so dass die Weiche bzw. Absperr¬ vorrichtung rasch betätigt wird und die im Mittel bei der Kondensatorentladung am Motor liegende Spannung etwa_seine Betriebsspannung entspricht. Die Absperrvorrichtungen und Weichen des Selbst¬ kassierers könnten auch durch auf Permanent¬ magnete wirkende Solenoide betätigt werden, die in derselben Weise wie die Elektromotoren 17, 18 durch dem Schaltungsteil 50 bis 53 entsprechende Schal¬ tungsteile gespeist sind.
OMFI Der Polumschalter 3 hat ein polarisiertes,(gepoltes) einen Permanentmagnet aufweisendes Relais 5 , dessen Steuerschaltung gleich aufgebaut ist wie die¬ jenige der Motoren 17, 18 und einen Kondensator 55, zwei Transistoren 56, 57 und einen Schmitt-Trigger 58 aufweist, dessen Ausgang an die Basen der Transistoren 56, 57 und dessen Eingang an den Aus¬ gang des Hörsprechkreises 12 angeschlossen ist. Der Schmitt-Trigger 58 erhält somit ein die Polum- schaltung bewirkendes Signal nur, wenn der Gabel¬ schalter 6 geschlossen ist. Bei offener Teilnehmer¬ schleife erfolgt keine Umschaltung,und es wird somit keine Energie dafür verbraucht. Die Gleich¬ richterbrückenschaltung 5 sorgt dabei dafür, dass der Kondensator 8 auch bei offener Schleife, unab¬ hängig von der Polung der Teilnehmerleitungen a, b stets gleich gepolt bleibt.

Claims

Patentansprüche
1. Schaltungsanordnung für einen Münzfernsprecher, gekennzeichnet durch einen Speicherkondensator (8), der bei offener Teilnehmerschleife (a, 1, 2, b) von der Schleifenspannung geladen wird und an einen Gleich¬ spannungswandler (14, 15) angeschlossen ist, der die elektrischen Bauteile (17-20) des Selbstkassierers mit der auf deren Betriebsspannung herabgesetzten Kondensatorspannung speist, wenn der bei geschlosse¬ ner Teilnehmerschleife (a, 1, 2, b) an den Bauteilen (17-20) liegende Teil der Schleifenspannung unter die Betriebsspannung fällt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass der Speicherkondensator (8) bei • geschlossener Teilnehmerschleife (a, 1, 2, b) von einem zweiten Gleichspannungswandler (13) nachge¬ laden wird, der den an ihm anliegenden Teil der Schleifenspannung heraufsetzt.
3- Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, ge¬ kennzeichnet durch einen vom Gabelschalter (6) ge¬ steuerten Umschalter (4), welcher in der Ruhestellung des Gabelschalters (6) eine Gleichrichterbrücken¬ schaltung (5) in die Teilnehmerschleife (a, 1, 2, b) schaltet, über welche der Speicherkondensator (8) ge¬ laden wird.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gleich¬ spannungswandler ein Schaltregler (14, 15) ist.
5. Schaltungsano'rdnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Ladewiderstand (7), durch welchen der Speicherkondensator (8) bei offener Teilnehm.erschleife geladen wird, und einen parallel zum Ladewiderstand (7) geschalteten Schalter (10), der im Ruhezustand offen ist und zum Schnelladen des Speicherkondensators (8) manuell geschlossen werden kann.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvor¬ richtungen für die am Münzkanal angeordneten Weichen und/oder Absperrvorrichtungen des Selbstkassierers Gleichstromelektromotoren (17, 18) mit permanenten Feldmagneten und/oder auf Permanentmagnete wirkende Solenoide sind, der eine Pol jedes Motors (17, 18) bzw. Solenoids an eine der beiden Teilnehmerleitun- gen (1, 2) und der andere Pol über einen Kondensator (50) mit einem Umschalter (51, 52) verbunden ist, der von einer Steuervorrichtung (19) gesteuert ist und in der einen Stellung den Kondensator (50) mit dem Aus¬ gang des Gleichspannungswandlers (15) und in der an¬ deren Stellung mit der gemeinsamen Bezugsleitung (2) verbindet.
7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die am Münzkanal angeordneten Weichen und/oder Absperrvorrichtungen des Selbst¬ kassierers von einem mit den Münzprüforganen (20) verbundenen Mikroprozessor (19) gesteuert sind, dem dauernd—Tak impu-1-se— zu-zu- ü-h-ren-s-ind-r— amit—die-_in__~ - seinen Registern gespeicherten Informationen erhalten bleiben, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktein¬ gang (I) des Mikroprozessors (19) durch eine Umschalt¬ vorrichtung (23) wahlweise mit einem ersten Takt¬ impulsgeber (22), der eine zum Erhalt der Register¬ informationen des Mikroprozessors (19) ausreichen¬ de, erste Taktfrequenz liefert, und einem zweiten Taktimpu.lsgeber (21) verbindbar ist, der eine zweite Taktfrequenz liefert, die gross gegen die erste Takt¬ frequenz ist, die Taktimpulsgeber (21, 22) vom ersten Gleichspannungswandler (14) gespeist sind, und die Umschaltvorrichtung (23) vom Mikroprozessor und/oder einer Steuereinheit (47) so gesteuert ist, dass sie den Takteingang (I) des Mikroprozessors (19) mit dem zweiten Taktimpulsgeber (21) verbindet, . enn eines der Münzprüf organe (20) auf eine Münze anspricht oder ein Be¬ fehlgeber betätigt wird, und am Ende der durch das Prüforgan (20) bzw. den Befehlgeber ausgelösten Operationen des Mikro¬ prozessors (19) den Takteingang (I) wieder mit dem ersten Taktimpulsgeber (22) verbindet.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Umschal tvorrichtung( 3) eine Schaltstufe (42, 44, 45, 46, 48, 49) aufweist, die den Umschaltvorgang so steuert, dass der Impulsab¬ stand der an den Taktimpulseingang (I) des Mikro- α
Prozessors (19) gelieferten Impulse beim Umschalten mindestens gleich dem. Impulsabstand der vom zweiten Taktimpulsgeber (21) gelieferten Taktimpulsfolge ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung (23) einen ersten und einen zweiten Schalter (41, 40) für die wahlweise Verbindung des ersten und zweiten Taktim- pülsge ers~C22" >2lT"mit~d~eπfTakteingaήg-(I) des Mikroprozessors (19) hat,, der erste Schalter (41) vom Ausgangssignal und der zweite Schalter (40) vom invertierten Ausgangssignal eines ersten bistabilen D-Kippglieds (45) gesteuert ist, das einen dynami¬ schen C-Eingang für die Taktimpulse des zweiten Takt¬ impulsgebers (21) hat, und dessen D-Eingang mit dem Ausgang eines zweiten bistabilen D-Kippglieds (44) verbunden ist, das einen dynamischen C-Eingang für die Taktimpulse des ersten Taktimpulsgebers (.22) hat, und dessen D-Eingang mit dem Ausgang eines dritten bistabilen Kippglieds (42) verbunden ist, das vom Mikro¬ prozessor (19) oder der Steuereinheit (47) gesetzt oder zurückgesetzt wird, wenn eines der Prüf¬ organe (20) auf eine Münze anspricht oder ein Befehlge¬ ber betätigt wird, und das vom Mikroprozessor (19) oder der Steuereinheit (47) am Ende einer durch das jeweilige Prüforgan (20) bzw. den jeweiligen Befehlgeber ausgelösten Operation des Mikroprozessors (19) zurückgesetzt oder gesetzt wird.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Takt¬ impulsgeber (21) einen Oszillator, vorzugsweise einen Quarzoszillator, und einen Rechteckimpulsformer (39) hat, und dass zwischen den Oszillator und den Recht¬ eckimpulsformer (39) ein Schalter (38) geschaltet ist, der durch die Umschaltvorrichtung (23) geschlossen wird, wenn eines der Prüforgane (20) auf eine Münze anspricht oder ein Befehlgeber betätigt wird, und der ge¬ öffnet wird, wenn der Takteingang (I) des Mikropro¬ zessors (19) mit dem ersten Taktimpulsgeber (22) verbunden wird.
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