LV11932B - Telefona aparāts - Google Patents

Description

LV 11932 l

Telcfonstaūon

Dic Erfindung bctriffl cinc Tclcfonstation der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Der Erfindung liegt dic Aufgabe zugrundc, cine Telcfonstaūon mīt ciner Betnjgssicberiieitseinrichtung vorzuschlagen, dic jcden betrūgerischen Versuch, von der Telefoostation aus ohne Bezahlung der auflaufenden Gebūhren zu telcfonicren, un te rb indēt.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemāss geldst durch dic Merkmale der Ansprūche 1 und 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhāngigcn Ansprucbcn.

Nachfolgend vverden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung nāher erlāutert.

Es zeigen: Fig. 1 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 ein elektrisches Schema ciner mit ciner Telefonzentrale verbundenen Telefoostation, eine Messschaltung, cinc Magnetisierungskurve und Signalformen, eine Magnetisierungskurve und Strom- und Spannungsverlaufe, und eine Messschaltung zur Messung der Eingangsimpedanz eines Transformators.

Die Fig. 1 zetgt das elektrische Schaltbild einer offentlichen Telefonstadon 1, die ūber drei T /ātung^n 2, 3 und 4 mit einer Telefonzentrale 5 verbunden ist. Sie weist zwei Schalter 6 und 7, eine erstc īmd aiw zvveite Spule S bzw. 9, ein Schaltungsteil 10, eine Messspule II, einen Kčrper 12 aus magnrrig’hmi Material und eine Messschaltung 13 auf. Der Schalter 6, die erstc Spule 8, das Schaltungsteil 10, die zvveite Spule 9 und der Schalter 7 sind elektrisch in Reihe geschaltct. Die Schalter 6 und 7 sind ausgangsscitig mit den Lcitungen 2 bzw. 3 verbunden und werdcn durch den Horcr 14 der Telefonstadon 1 betātigt. Sie sind gečffhet, wenn der Horcr 14 aufgelegt ist, sie sind geschlossen, wenn der Horcr 14 abgehoben ist. Das Schaltungsteil 10 wcist zwei Anschlūsse auf, die ūber jc einen Widerstand 15 bzw. 16 mit der Leitung 4 verbunden sind. Das Schaltungsteil 10 ist das eigentliche Kemstūck der Telefonstadon 1. Es stellt elektrisch gesehcn eine Impcdanz Zj dar. Weitere Dētails ūber den Aufbau des Schaltungsteiles 10 sind fur das Verstāndnis der Erfindung nicht wescntlich und deshalb nicht beschrieben.

Innerbalb der Telefonzentrale 5 ist die erstc Leitung 2 ūber eine Spule 17 mit einem gccrdeten Punkt m, mit der als Masscleitung dienenden Leitung 4 und mit dem Pluspol ciner Gleichspannungsquelle 18 verbunden. Die zvveite Leitung 3 ist ūber eine Spule 19 mit dem Minuspo! der GIeichspaimungsquelle 18 verbunden. Die Telefonzentrale 5 weist einen gccrdeten Schaltkrcis 20 mit einer Spule 21 und einem Wechselspannungsgcaeralor 22 auf, die unter anderem der Aufinoduladon von Taximpulsea auf die beiden Linienleitungen 2 und 3 dienen. Die Taximpulse sind wechselfbrmige Signale, die in der Regel eine Frequenz von 50 Hz aufvveisea. Die Taximpulse vverden vom Schaltungsteil 10 der Telefbostatioo 1 empfangen und beispielsweise zur unmittelbaren Abbuchung eines durch den Emvvurf von Mūnzen oder āhnlichen Zahlungsmitlcln entstandenen Guthabens venvendet. Es ist auch mčglich, dass die Telefonstadon 1 die Taximpulse vorerst aufaddiert und spāter zur Rechnungsstellung venvendet, Z.B. bei 2 der bargeldloscn Bezahlung mittels cincr Kredītkarte oder ciner Chipkarte.

An dic Telefonstation 1 ist eine clcktrische Schaltung 23 in bctrūgcrischcr Absicht angcschlosscn. Ein crstcr Zuleitungsdraht 24 der Schaltung 23 steht in clektrischer Verbindung mit cinem Abgriflf A der Telefonstation 1, der sich rvvischcn dcm Schalrungsteil 10 und der zweiten Spule 9 bcfindet. Ein zweitcr 5 Zuleitungsdraht 25 der Schaltung 23 ist mit einem geerdcten Punkt mf verbundcn. Die Schaltung 23 stellt elektrisch gesehen eine Impedanz Zf dar, die zwischen dcn bcidcn Zuleitungsdrāhtcn 24 und 25 angeordnet ist. Dic Schaltung 23 kann je nach Bctrugsart ein Telefon oder eine Schaltung zur Schwāchung der Taximpulse scin.

Bei abgehobenem Hčrer 14 schliesst sich ein Gleichstromkrcis: Durch die erste Lcitung 2 fliesst ein 10 Gleichstrom Ij vom Pluspol der Gleichspannungsquelle 18 ūber das Schaltungsteil 10 zum Abgriflf A, durch die zvveite Leitung 3 fliesst ein Gleichstrom I2 vom Abgriff A zum Minuspol der Gleichspannungs-quclle 18 und durch die Masseleitung 4 fliesst ein weiterer Gleichstrom I3 vom Pluspol der Gleich-spannungsquelle 18 zum Abgriflf A. Die Gleichstrčme sind verknūpft durch die Beziehung I2 - I ļ + I3. Die Gleichstrome I j und I2 licgen in der Grossenordnung von 100 mA. Der Gleichstrom I3 ist sehr klein 15 im Vergleich zu den Gleichstrāmen Iļ und I2, da die Widerstande 15 und 16 im Vergleich zur Impedanz Z-p des Schaltungsteils 10 sehr hochohmig gewāhlt sind. Auf diese Weise ist die Telefonstation 1 ūber die zwei Linienleitungen 2 und 3 von der Telefonzentrale 5 mit clektrischer Energie speisbar.

Die Taximpulse stellen wcchselfbrmige Stromimpulse hj und h2 dar, die von der Telefonzentrale 5 auf beiden Linienleitungen 2 und 3 parallel zur Telefonstation 1 gelangen und ūber die Widerstānde 15 bzvv. 20 16 und die Masseleitung 4 gegcn Erde fliessen. Dic Stārke der Stromimpulse h| und h2 betrāgt in der

Regcl einigc oder einigc zchn Mikroampčrc und ist damit sehr klein gegcn dic Starke der Gleichstrome I j und I2.

Ist keine Schaltung 23 in betrūgerischer Absicht mit dem Abgriflf A verbundcn, dann sind die beiden Gleichstrome I ļ und I2 betragsmāssig beinahc gleich gross. Ist als Schaltung 23 jodoch ein Telefon 25 angeschlossen, dann fliesst ein weiterer Strom I4 von der Erde mf ūber die Impedanz Zf zum Abgriff A und zum Minuspol der Gleichspannungsquelle 18. Nach der Knotenrcgel gilt I2 = 11 + I3 + I4-

Die Spulen 8 und 9, die Messspuie 11, der magnetische Kčrpcr 12 und die Messschaltung 13 stellen eine Einrichtung dar zur Verbinderung von Betrugsversuchen mittels eincs Telefons 23. Die Spulen 8 und 9 sind, wie dargestellt, in gegenlāuflgem Wicklungssinn um den Kčrpcr 12 gewickelt und vveisen die gleiche 30 Zahl N ļ an Windungen auf Der Kčrpcr 12 ist als Torus ausgebildet. Die durch die Spulen 8 und 9 fliessenden Gleichstrčme Iļ bzw. I2 erzeugen im Torus 12 ein Magnetfeld H^ļ, das proportioaal ist zur Diffcrenz der Gleichstrčme ΔΙ = I ļ -12 und zur Windungszahl N ļ : H^ļ ~ ΔΙ * N ļ. Die Messspuie 11 ist ebcnfalls um den Torus 12 gewickelt.

Die Fig. 2 zeigt eine erste Ausfuhrung der Messschaltung 13, die eine mit den beiden Anschlūsscn der 3 LV 11932

Messspuie 11 verbundene WcchsclstromqucIle, dic aus einer Wechselspannungsquelle 26 und cinem Widerstand 27 gebildet ist wclchc in Rcihc geschaltet sind, cinc Spannungsmcsscinrichtung 28 zur Messung der ūber der Messspuie 11 liegcnden Spannung und eine Vergleichsschaltung 29 umfasst. Die Spannungsmesseinrichtung 28 gibt eine Gleichspannung V ab, wclche die Vergleichsschaltung 29 mit cinem vorbcstimmten Schwellwcrt Vq vergleicht. Die Vergleichsschaltung 29 liefert an ihrcm Ausgang cin bināres Signal, das die Werte "0" oder " 1" annehmen kann. Der Wert "0" bedeutet dass die Gleichspannung V grosser als der Wert Vg ist, der Wert "1" bedeutet, dass die Gleichspannung V kleiner ais der Wert V0 ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 29 ist so auf dic Schalter 6 und 7 gefuhrt, dass das Signal "0" die Stellung der Schalter 6 und 7 unverāndert lāsst und dass das Signal" 1" das Of&ien der Schalter 6 und 7 bevvirkt.

Bcim Offiien der Schalter 6 und 7 ist die Versorgung der Telefonstaiion 1 mit clektrischcr Energic von der Teiefonzentrale 5 her nicht mehr mčglich. Damit die Schalter 6 und 7 beim Weg£all der Encrgicversorgung bei abgchobenem Horer 14 nicht sofort wieder schliessen, sondem crst nach dem Auflegen und emeuten Abhcben des Horers 14, sind sie als bistabile Schalter, beispielswcise als bistabile Relais, ausgefīihrt. Fails das Tclefon 23 nach dem emeuten Abheben des Horers 14 noch immer angeschlosscn ist, bevvirkt die Messschaltung 13 sofort wieder das Ofl&ien der Schalter 6 und 7.

Die Messspuie 11 dient einerseits zusammen mit der Wechselstromquelle-26, 27 der Erzcugung eines wcchselformigen Magnetfcldcs Hj^(t) im Tonis 12, das sich dem von den Glcichstrčmcn Iļ und lļ erzeugten Magnetfeld H^j ūberlagert. Andcrerscits dient die Messspuie 11 der Messung der zeitlichen Ableitung der sich im Torus 12 aufgrund der Magnctisierungskurve B(H) einstellenden magnetischcn Induktion B(t). Diese beiden Funktionen kčnnten auch mittels zwci Messspulcn vervvirklicht werdcn.

In einer ersten Ausfuhrung besteht der Toms 12 (Fig. 1) aus cinem vveichmagnetischen Matcrial, das cinc Magnctisierungskurve B(H) aufvveisī, wic sie qualitativ dargestellt ist in der Fig. 3. Fūr Magnctfeidcr H, dercn Absolutvvcrt unterhalb eines Wertes Hj^ liegt, ist die magnedsche Induktion B(H) proportional zu H und die Steigung dB/dH, d.h. diemagnctische Pcnncabilitāt pj., gross gegen den Wen eins: pj-»l. Fūr Magnctfeidcr H, deren Absolutwcrt oberhalb des Wertes Η|ζ liegt, ist die Steigung dB/dH viel kleiner. Das magnctische Matcrial kommt oder ist in Sāttigung: die magnctische Permeabilitāt μ,· nāhcrt sich dem Wert eins. Beim Feld Ηρς weist die Magnedsierungskurve B(H) den bekannten Knickpunkt K auf. Die Zahl N | der Windungen der Spulen 8 und 9 ist min mit N j = 25 so festgelegt, dass eine StromdiScrmz von AI = 2 mA cin Magnetfeld H^j erzeugt, das kleiner als das Feld Η|ζ ist und den Torus 12 somit magnetisch nicht in Sāttigung bringt, und dass eine Stromdifferenz von Δ1 = 4 mA cin Magnetfeld H^j erzeugt, das cmdcutig grosser als das Feld Hj^ ist und den Tonis 12 in Sāttigung bringt Das magnedsche Matcrial muss die Eigcnschaft aufweiscn, dass der Ūbergang von einer grossea Permeabilitāt zu einer ldeinen Permeabilitāt in cinem Bereich ΔΗ erfolgt, der vergleichsweise klein gegen den Wert H^ ist ΔΗ«Ηρς, so dass die tnaximal zulāssige Stromdifferenz ΔΙ5, welche noch nicht als Betmgsversuch interpredett wird, gut definierbar ist Im Fachjargon spricht man voo cinem scharfen Knickpunkt. 4

Dic WcchselspannungsqucLle 26 crzcugt euic Wcchselspannung mū cincr Frequcaz caj^, dic irgcndwo im Bereich von ctvva 5 bis 100 kHz liegt, der Widerstand 27 weist eincn Wcrt von ctvva 10 kT2 auf. Dieser Wert ist gross gevvāhlt gegen den Bctrag der Impcdanz der Mcssspule 11 bci der Frcqucnz so dass durch die Messspule 11 ein VVechselstrom ljyļ(0 von vorbcstimmtcr, rcladv klciner Amplitude fliesst. Der Wcchselstrom 1^(0 crzcugt ein Mcssfeld Hļvj(t) im Torus 12, das sich dem Feld ūberlagert. Das Mcssfcld Hjvi(t) ist proportional zum Wechselstrom und zur Zahl N2 der VVindungen der Messspule 11, die ctvva N2 = 250 betrāgt. Die hohe Windungszahl Nj dient der Erzeugung cincs reladv starken

Messfeldcs bei vergleichsweise kleincm VVcchselstrom l\ļ(0 von einigen μΑ, so dass die Mess- schaltung 13 wcnig Energic verbraucht. Bei cincm Wechselstrom Ijvj(t) voo 10 μΑ ist das Mcssfcld Hjvj(t) ctvva um den Faktor 20 kleincr als das Magnetfeld H^j bci einer Stromdifīcrcnz von ΔΙ = 2 mA. Die Spannungsmcsseinrichtung 28 misst die ūber der Messspule 11 licgende Spannung U(t), die proportional ist zur zeitlichen Ablcitung des magnetischen Flusses <ļ>(t) durch die Messspule 11 und somit auch proportional zur zeitlichen Ablcitung der magnetischen Induktion B(t), die sich aufgrund des Magnctfeldes H(t) = H^j + Hj^(t) im Torus 12 einstellt.

Die Fig. 3 zcigt neben der bystercselosen Magnetisierungskurve B(H) bzw. Β(ΔΙ), Magnctfelder Hļ(t) = Hat i + Hļ^(t) und H2(t) = Hatp + Hm(0 und dic sich ergebenden Spannungen U(t) = Uj(t) bzvv. U(t) = U2(t), vvobei die Stromdififercnz im ersten Fall AIļ = 2 mA und im zvveiten Fall ΔΙ2 = 4 mA betrāgt. Die Amplituden des Magnctfeldes H^(t) und der Spannungen Uļ(t).uod U2(t) sind der niustradon vvcgcn vergrčssert dargestellt. Die Form des die Messspule 11 erregenden Wechselstromes ist nicht von besonderer Bedeutung. Einfach erzeugbar ist ein sāgezahnformiger Wechselstrom.

Das Magnetfeld Hj(t) bringt den Torus 12 (Fig. 1) nach wic vor nicht in Sāttigung, so dass die zeitlichc Variation der sich im Tonis 12 einstellenden magnetischen Induktion B(t) entsprechcnd der grossen Steigung dB/dH der Magnetisierungskurve B(H) vor dem Knickpunkt K in der Messspule 11 eine Spannung U j (t) mit einer vergleichsvveise grossen Amplitude crzeugt. Beim Magnetfeld H2(t) ist der Torus 12 vvegen des Gleicfafeldanteiles H^j 2 magnetisch gesāttigt, so dass das Feld B(t) entsprechcnd der Steigung dB/dH der Magnetisierungskurve B(H) nach dem Knickpunkt K aur sehr schvvache zeitlichc Anderungen crfihrt. Die Amplitude der Spannung U2(t) ist deshalb verschvvindend klein. Die Spannungen U](t) und U2(t) sind vvechselfomtig und vveisen keinen Gleichspannungsameil auf.

Die Spannungsmesseiniichtung 28 erzeugt im ersten Fall, «Lh. bei Voriiegen der Spannung Uj(t), eine Glcichspannung V, die grosser als der Wcrt Vq ist. Im zvveiten Fall, d.h. bei Voriiegen der Spannung U2(t), ist die Glcichspannung V kleincr als der Wcrt Vq Eine Difiereaz ΔΙ der beiden Gleichstrčme I j und 12, dic grāsser als der vorbestmunte Schvvdivvert Alg ist, bevvirkt somit das Gfihcn der Schalter 6 und 7. Somit ist die Telefonstation 1 cingerichtct, jeden Vērsuch, mit einem Telefon 23 zu tdefonieren, das wie oben beschrieben an die Telefonstation 1 angeschlossen ist, zu erkeanen und zu unterbinden.

Die in der Fig. 3 dargestellte Magnetisierungskurve B(H) cntspricht dem Idealfall. In Wirklichkeit zeigt jedes ferromagnetische Material Hystereseeffekte, die sich in Form einer endlichen Remanenz Br und einer 5 LV 11932 endlichen Kocrzitivfeldstārke āussem. Damit die Mcsscinrichtiing nach cinem crfolglos abgebrochcncn Bctrugsvcrsuch sclbsttārig wicdcr cinvvandfrei funktionicrt, ist es erforderlich, dass die Remanenz Br des magnerischcn Materials genūgend klein ist. Eine kleine Remanenz Br bedeutet nāmlicb in diesem Zusammenhang, dass das magnerische Feld B im Tonis 12 einen deutlich unter dem Sāttigungswcrt B(Hļ^) liegendcn Wert annimmt, sobald die Diffcrenz ΔΙ der Strome I j und lļ und damit auch das von ihnen erzeugte Magnetfeld H^j vcrschwindet. Dank der grosscn Permeabilitāt pj. bedeutet eine kleine

Remanenz Br auch eine kleine Kocrzitivfeldstārke Ης. Materialien, die einer solcben idcalen Magnetisierungskurve B(H) sehr nahe kommen, sind beispielsweisc Metallglāser, das sind amorphe ferromagnetische Materialien. Ein Metallglas mit einer kleincn Remanenz Br und einer kleinen Kocrzitiv-fcldstārke Hc ist unter der Bezeichnung VH'kOVAC 6025 F im Handel crhāltlich. Dieses Metallglas weist eine Qucranisotropie aut die zu einer sogenanntcn F-SchJcifencharakterisik der Magnerisierungskurve B(H) fuhrt.

Bei einer zweiten Ausfuhrung betreibt die Messschaltung 13 (Fig. 2) die Messspule 11 als sogenannten Fluxgate Sensor. Zu diesem Zweck ist die Wechselstromquelle 26, 27 anders bemessen, weist die Spannungsmcsseinrichtung 28 cin Bandpassfilter 30 auf und ist der Vergleichsschaltung 29 ein Inverter nachgeschaltct. Die aus der Wcchselspannungsquelle 26 und dem Widerstand 27 gebildete Stromquelle liefcrt einen vorzugsweise sāgczahniormigen Wcchsclstrom Ip mit einer Gmndfrcquenz top, wobei dessen Amplitude und die Anzahl N2 der Windungcn der Messspule 11 so aufeinander abgestiinnīt sind, dags das vom Wechselstrom Ip in der Messspule 11 erzeugte Magnetfeld Hp den Tonis 12 periodisch in Sāttigung bringt, d.h. die Amplitude des Wechselstromes Ip erzeugt ein Magnetfeld H, das grosser ist als das Feld Hķ. Das Bandpassfilter 30 ist fur wenigstens eine gerade Obenvelie der Gmndfrequenz ωρ durchlāssig, vorzugswcise fur die crste gerade Obenvelie mit der Frequenz 2*ωρ.

Die Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Magnetfeldes Hp{t) = Hpj(t) bzw. Hp{t) = Hp2(t) und der Spannung U(t) = Upj(t) bzvv. U(t) = Up2(t) ūber der Messspule 11. Im ersten Fall betragt die zu messende StromdiSerenz ΔΙ null. Somit ist das Magnetfeld Hp](t) ohne Gleichfeldanteil. Die Spannung Upj(t), die wiedcrum proportional zur zeitlichen Ānderang des magnetischen Flusses φ(0 und somit proportional zur zeitlichen Anderung des Magnetfeldes B(t) ist, nimmt einen aus positiven und negariven Rechteckimpulsen gebildetcn Verlauf an. Die positiven und negariven Rechtecldmpulse der Spannung Upļ(t) weisen eine gerade Kurvenform auf und das Frequenzspektrum der Spannung Upļ(t) enthālt nur ungerade Obervvellea. Am Ausgang der Sparmungsmesseinrichtung 28 ist dne verschvvindende Glcichspannung V vorhanden und die Vergleichsschaltung 29 fuhrt das S īgnai ”1”. Mit zunehmender Stromdifierenz Δ1 niminf der Gleichfeldanteil des Magnetfeldes Hp2(t) zu. Wegcn der Ausstcueruug des Tonis 12 bis in die magnedsche Sāttigung indēm die positiven und negatrven Recbtedrimpulse Lāngc und Lage auf der Zeitachse und das Frequenzspdarum der Spannung Up2(t) zeigt auch gerade Obercvellen. Dank des vorgeschalteten Bandpassfilters 30 misst die Sparmungsmesseinrichtung 28 die Stirke der zvveiten Obenvelie. Die Gleichspannung V nimmt zu mit zunehmender Stromdīfferenz ΔΙ. Ūbersteigt die Glcichspannung V den Wert Vq, dann fuhrt die v<^gl«eh«ehalfiing 29 ein Ausgangssignal "0". Ubcr den 6

Wert Vq ist der Schwellwert Alg kontrollicrbar, bci dcm der Pegel des Ausgangssignalcs der Vergleichs-schaltung 29 āndert. Der der VergleichsschaJtung 29 nachgeschaltete Invcrter kehrt dic Signalpegel um, so dass dic Steuerung der Schaltcr 6 und 7 wie m dem vorgāngig beschriebcnen Vcrfahrcn erfolgen kann.

Bci dicscm zvvciten Schaltungsaufbau ist cs auch moglich, als MateriaJ fur dcn Torus 12 anstelle des Magnetglases cm fen-omagnetisches Material eīnzusetzeo, das die bckannten HystereseefiFekte zeigt, wie z.B. Permalloy. Die Spannungen Upj(t) und 1)ρ2(0 zeigen dann nicht die in der Fig. 5 gezeigten Rechtcckimpulse, das Mcssprinzip bleibt jcdoch quaiitativ unvcrāndert. Weitcre Dctails zur Funktionswcisc cines Fluxgate Sensors konncn beispielsvveisc dcm in der Zeitscbrifl Sensors and Actuators in dcn Bānden A21 - A23 des Jahrganges 1990 auf den Seiten 799 - 802 veroffcntlichten Artikel Fluigate Sensor in Planar Microlechnology von Thomas Seitz cntnommcn wcrden.

Bei einer weitcrcn Messschaltung 13 ist die Messspule 11 in einer Reihcn- oder Parallelschaltung zu einem kapazitiven Elcmcnt mit der Kapazitāt C als Teil cines LC-Resonanzkrciscs in die Messschaltung 13 integriert. Die Messschaltung 13 enthall eine elektronische Schaltung, dic dcn Resonanzkneis in Resonanz betrcibt und cin Signal erzcugt, das proportional zur Resonanzfrequenz ω ^ ist, bci der der Resonanzkreis schwingt. Bci einer genūgend klcincn Stromdifferenz Δ1 kommt der Torus 12 nicht in Sāttigung und dic Messspule 11 vveist eine hohe Induktivitāt Lj auf. Bei einer genūgend hohen StromdifFercnz AI kommt der Toms 12 magnedsch in Sāttigung und die Messspule 11 verhālt sich wic eine Luflspule mit einer gegenūber dcm Wcrt L = Lļ stark vcrklcinertcn Induktivitāt L = Ljg. Da die Rcsonanzfrcqucnz gegeben ist durch ω r = ω j = 1 /LļC im Normalfali bzw. ω ^ = ω jg = 1 / LjgC bei einem Betrugsversuch ist ein Betrugsversuch lcicht edcennbar. Dic Messschaltung 13 ist eingerichtct zur Erzcugung eincs Signal es zum Ofl&icn der Schalter 6 und 7, wcnn dic Resonanzfrcqucnz ω geinen vorbestimmten Wcrt ūberschrcitel. Da die Resonanzfirequcnz bci fest vorgegcbcnem Wert der Kapazitāt C nur von der Impedanz L der Messspule 11 abhāngt, entspricht diese Messmethode einer Impedanzmcssung.

Die bisher beschriebcnen Losungen zur Vcrhindcrung des Telefonierens mit einem an die Telefonstation 1 (Fig. 1) als Schaltung 23 angeschlossencn Telefon beruhen auf der Vcnvendung cines magnetischen Materials, dessen Magnctisicrungskurve im Bereich der zu messenden Stromdifferenz AI nicht linear ist, sondem Sāttigungseffekte aufwcist, die beispiclsweise auf die vorgāngig beschriebcnen Arten zur Unterbrechung der Telefonverbindung bei einem Betrugsversuch ausnūtzbar sind. Im folgenden ist nun eine Ldsung bcschricbcn, die das Telefonicrcn verhindert, wenn die Schaltung 23 eine Schaltung zur Unterdrūckung der Taximpulse ist.

Die Spulen 8 und 9 sind in gegenlānfigcm Wicklungssinn gevviekelt, so dass die Strome I j und lļ im Torus 12 ein Magnctfeld H erzeugcn, das, wie vorgāngig dargelegt, propordocal zur Differcaz der Strome Iļ-lļ ist, vvobei die Richtung der Strome I j und I2 in der Fig. 1 durch Pfeile definiert ist. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Strūme I ļ -I2 Gleich- oder Wechselstr6me sind. Beide Spulen 8 und 9 zusammen wciscn die Induktivitāt = 0 auf. Wāhrend der Wechselstromimpuls h j (Fig. 1) die gleiche Strom-richtung aufweist wic der Gleichstrom I j, vveist der Wechselstromimpuls h2 eine bezūglich des Gleich- 7 LV 11932 stromes I2 umgekchrte Stromrichtimg auf. Dic Spulen 8 und 9 stellcn dcshalb fiir dīc durch dic Wechsel-stromimpulse hļ und h2 gcbildetcn Taximpulse eine nichtverschvvindcnde Induktīvi tāt dar. Dic Spulen 8, 9, der Toms 12 und die Mcssspule 11 verhalten sich dcshalb bezūglich der Wcchselstromimpulse hļ und h2 wic cin Transformator. Zur Beantwortung der Frage, ob eine die Taximpulse abschvvāchende oder 5 sogar unterdrūckende Schaltung 23 den AbgrifF A mit Masse m verbindct, ist deshalb vorgesehen, die Eigenschaft der Impedanzvvandlung des Transformators auszunutzen: Dīc Messschaltung 13 ist eingerichtet zur Bestimmung der Impedanz der Messspule 11, die m diesem Fall ais Eingangsimpedanz Z-pc des Transformators anzuschen ist. Die Emgangsimpedanz Zļ-C des Transformators ist abhāngig von der Ausgangstmpcdanz Zya des Transformators, wclche bestmunt ist durch die Belastung des 10 Transformators. Die Emgangsimpedanz Zļ-C hāngt somit von der An- bzw. Abwesenheit der Schaltung 23 ab.

Eine Schaltung 13 zur Messung der Eingangsimpedanz des Transfromators ist in der Fig. 5 dargestellt. Sie weist einen Wechselspannungsgenerator 31, einen Widerstand 32, eine Spannungsmesseinrichtung 33 und eine Auswerteschalcung 34 auf. Der WcchseIspannungsgenerator 31, der eine Spannung vorgegcbener 15 Amplitude und vorgegebener Frequenz ω-ρ erzeugt, und der Widerstand 32 sind in Reihe gcschaltet und der Widerstand 32 ist hochohmig gegcnūbcr der Emgangsimpedanz Zjc gevvāhlt, so dass ein Wcchsel-strom vorgegebener Amplitude durch die Messspule 11 fliesst. Die Frcquenz ω-ρ ist annāhemd gleich der Frequenz der Wechselstromimpulse hļ und h2 gcwāhlt, betrāgt also etwa 50 Hz. Die Spannungsmesseinrichtung 28 misst die ūber der Messspule 11 liegeode Wechselspannung und liefert eine Gleichspannung 20 V an die Auswerteschaltung 34, die proportional ist zur Fingangsimp^dan? Z-pe des Transformators. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Ausgangsimpedanz Z"pa des durch die Spulen 8, 9, den Toms 12 und die Messspule 11 gebildetcn Transformators auch abhāngig von den impedanzen, dic in der Telcfon-zentrale 5 in den Linienleitungen 2 und 3 vorhanden sind. Die Telefonstation 1 ist deshalb vorzugsvvcisc eingerichtet, bei der Inbetriebnahme oder auch periodisch die Eingangsimpedanz Z je zu bestimmen und 25 als Wcrt Zje normai der Auswerteschaltung 34 zu speichem. Die Ausvverteschaltung 34 bcstimmt dann im Betricb der Telefonstation 1, wenn die Schalter 6 und 7 geschlossen sind, in regclmāssig oder stochastisch verteilten Zertabstānden die Eingangsimpedanz Z-pc und vergleicht sie mit dem gespcichcrtcn Wert Zje nonnal- dic DifFcrcnz Zjc - Zļ'c> nonnai einen vorbcstimmlen Wcrt ūberschrcitet, erzeugt die Auswertcschaltung 34 ein Ausgangsstgnal, das das Ofifccn der Schalter 6 und 7 bewirkt. 30 Hiermit sind die fur das Verstāndnis der Erfindung wichtigen Sachverhalte prinzipiell beschrieben. Die Messschaltung narh der Fig. 2 und die Messschaltung nacfa der Fig. 5, die zur Feststellung iintrrsrhiedlicher Bctnigsaiten ausgclegt sind, kčnnen nun in farhmānnischer Art kombiniert werden, so die Telefonstation eingerichtet ist, versehiedene Betrugsaiten zu erkeonen und zu verhindem. 8 LV 11932

P ATENTAN SPRŪCHE 1. Telefonstation (1) mit einem Hdrer (14), einem ersten und einem zweiten Schalter (6, 7), mittels derer die Telefonstation (1) tiber zwei Leitungen (2, 3) mit einer 5 Telefonzentrale (5) verbindbar ist, wobei die Telefonstation (1) bei geschlossenen Schaltem (6, 7) iiber die Leitungen (2, 3) von der Telefonzentrale (5) her mit elektrischer Energie speisbar ist, und mit einem Schaltungsteil (10), wobei der erste Schalter (6), das Schaltungsteil (10) und der zweite Schalter (7) elektrisch in Reihe geschaltet sind und wobei die Schalter (6, 7) durch den Horer (14) der Telefonstation (1) betātigbar sind, 10 dadurch gekennzeichnet dass zur Betrugssicherung zwischen dem ersten Schalter (6) und dem Schaltungsteil (10) eine erste Spule (8) eingebaut ist, dass zwischen dem Schaltungsteil (10) und dem zweiten Schalter (7) eine zweite Spule (9) eingebaut ist, dass die beiden Spulen (8, 9) in gegenlāufigem V/icklungssinn um einen KCrper (12) aus magnetischem Material gewickelt sind, dass Mittel (11, 13; 11, 26, 27) vorgesehen sind 15 zur Erzeugung eines wechselformigen Magnetfeldes (HM(t); Hp(t)) im Korper (12), dass Mittel (11, 13; 11, 28, 29; 11, 28, 29, 30) vorgesehen sind zur Messung der zeitlichen Ableitung dB/dt der sich im Korper (12) einstellenden magnetischen Induktion B(t) und dass Mittel (13; 29) zur Erzeugung eines Signāls zum Offnen der Schalter (6, 7) vorgesehen sind, fails die gemessene Ableitung dB/dt vorbestimmte Kriterien erfiillt. 20 2. Telefonstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das magnetische Material annāhemd eine Magnetisierungskurve B(H) aufweist, die flir ein Magnetfeld H, dessen Betrag [H] kleiner als ein Wert HK ist, eine magnetische Permeabilitāt (μ,) aufweist, die gross gegen die Zahl Eins ist, und die flir ein Magnetfeld H, dessen Betrag 25 [H] grčsser als der Wert HK ist, eine kleine magnetische Permeabilitāt (μ,) aufvveist, dass der Ūbergangsbereich ΔΗ von der grossen zur kleinen Permeabilitāt (μ,) klein gegen den Wert HK ist und dass die Remanenz Br klein gegen den Sāttigungswert B(HK) ist. 3. Telefonstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass das magnetische 30 Material ein Metallglas ist. 4. Telefonstation nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zur Erzeugung des wechselfdrmigen Magnetfeldes (HM(t)) eine aus einem Wechselspannungsgenerator (26) und einem Widerstand (27) gebildete 35 Wechselstromquelle ist, an die eine um den Korper (12) gewickelte Messspule (11) 9 angeschlossen ist, und dass die Amplitude des Magnetfcldes (HM(t)) klein gegen den Wert HK ist. 5. Telefonstation nach einem der Anspriiche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zur Erzeugung des wechselfčrmigen Magnetfeldes (HF(t)) eine aus einem Wechselspannungsgenerator (26) und einem Widerstand (27) gebildete Wechselstromquelle ist, an die eine um den Korper (12) gewickelte Messspule (11) angeschlossen ist, und dass die Amplitude des wechselfdrmigen Magnetfeldes (HF(t)) so gross ist, dass im Kdrper (12) magnetische Sattigungseffekte aullreten. 6. Telefonstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass der durch die Messspule (11) fliessende Strom eine Grundfrequenz CDp aufweist, und dass die Mittel (11, 13; 11, 28, 29, 30) zur Messung der zeitlichen Ableitung dB/dt eine Spannungsmesseinrichtung (28) und ein Bandpassfilter (30) umfassen, das fiir die zweite Obenvelle mit der Frequenz 2*0)p durchlāssig ist. 7. Telefonstation (1) mit einem Horer (14), einem ersten und einem zweiten Schalter (6, 7), mittels derer die Telefonstation (1) iiber zwei Leitungen (2, 3) mit einer Telefonzentrale (5) verbindbar ist, wobei die Telefonstation (1) bei geschlossenen Schaltem (6, 7) iiber die Leitungen (2, 3) von der Telefonzentrale (5) her mit elektrischer Energie speisbar ist, und mit einem Schaltungsteil (10), wobei der erste Schalter (6), das Schaltungsteil (10) und der zweite Schalter (7) elektrisch in Reihe geschaltet sind und wobei die Schalter (6, 7) durch den Horer (14) der Telefonstation (1) betatigbar sind, dadurch gekennzeichnet dass zur Betrugssicherung zwischen dem ersten Schalter (6) und dem Schaltungsteil (10) eine erste Spule (8) eingebaut ist, dass zwischen dem Schaltungsteil (10) und dem zvveiten Schalter (7) eine zweite Spule (9) eingebaut ist, dass die beiden Spulen (8, 9) in gegenlāufigem Wicklungssinn um einen Korper (12) aus magnetischem Material gewickelt sind, dass eine dritte Spule als Messspule (11) um den Kdrper (12) gewickelt ist und dass in Abhāngigkeit der Impedanz (L) der Messspule (11) ein Signal zum Offnen der Schalter (6,7) erzeugbar ist. 8. Telefonstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass die Messpule (11) in einem Resonanzkreis angeordnet ist, dass Mittel (13) vorgesehen sind, die die Messpule (11) in Resonanz betreiben und die Resonanzfrequenz (coR) bestimmen, wobei die Resonanzfrequenz (ωΛ) abhāngig ist von der Impedanz (L) der Messspule (11), und 10 LV 11932 dass das Signal das Čffnen der Schalter (6, 7) bevvirkt, wenn die Resonanzftequenz (cūr) einen vorbestimmten Wert iiberschreitet. 9. Telefonstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet dass eine Schaltung 5 (31, 32, 33, 34) vorgesehen ist zur Bestimmung der Impedanz (L) der Messspule (11) bei der Frequenz (ωχ) der Taximpulse. 10. Telefonstation nach einem der Anspriiche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass der magnetische Kārper (12) ein Toms ist. 11 LV 11932

ZUSAMMENFASSUNG

Telefonstation (1) mit einem Hdrer (14) ist mittels eines ersten und eines zweiten Schalters (6, 7) iiber zwei Leitungen (2, 3) mit einer Telefonzentrale (5) verbindbar. Bei 5 geschlossenen Schaltern (6, 7) ist die Telefonstation (1) iiber die Leitungen (2, 3) von der Telefonzentrale (5) her mit elektrischer Energie speisbar. Innerhalb der Telefonstation (1) sind der erste Schalter (6), eine erste Spule (8), ein Schaltungsteil (10), eine zweite Spule (9) und der zweite Schalter (7) elektrisch in Reihe geschaltet. Die Schalter (6, 7) sind durch den Hčrer (14) der Telefonstation (1) betātigbar. Die beiden Spulen (8, 9) sind in 10 gegenlāufigem Wicklungssinn um einen Kdrper (12) aus magnetischem Material gewickelL Weiter sind eine Messspule (11) und eine Messschaltung (13) vorgesehen zur Erzeugung eines wechselfdrmigen Magnetfeldes im Korper (12) und zur Messung der zeitlichen Ableitung dB/dt der sich im Kdrper (12) einstellenden magnetischen Induktion B(t) und zur Erzeugung eines Signāls zum Čffnen der Schalter (6, 7) fails die gemessene 15 Ableitung dB/dt vorbestimmte Kriterien erfiillt. Die Spulen (8, 9), der magnetische Kdrper (12), die Messspule (11) und die Messschaltung (13) dienen der Verhinderung von Betrugsversuchea

Claims (10)

1. LV 11932 IZGUDROJUMA FORMULA 1. Telefona aparāts (1) ar klausuli (14), pirmo un otro slēdžiem (6, 7), ar kuru palīdzību telefona aparāts (1) ir savienojams ar telefona centrāli (5) pa 5 divām līnijām (2, 3), pie tam telefona aparāts (1) ar noslēgtiem slēdžiem (6, 7) pa līnijām (2, 3) ir barojams ar elektroenerģiju no telefona centrāles (5), un ar shēmas elementu (10), pie tam pirmais slēdzis (6), shēmas elements (10) un otrais slēdzis (7) elektriski ir saslēgti virknē un pie tam slēdži (6, 7) ir iedarbināmi ar telefona aparāta (1) klausuli (14), kas atšķiras ar to, ka 10 krāpšanas novēršanai starp pirmo slēdzi (6) un shēmas elementu (10) ir iemontēta pirmā spole (8), ka starp shēmas elementu (10) un otro slēdzi (7) ir iemontēta otrā spole (9), ka abas spoles (8, 9) ir uztītas pretējos tīšanas virzienos ap magnētiska materiāla karkasu (12), ka ir paredzēti līdzekļi (11, 13; 11, 26, 27) mainīga magnētiskā lauka (HM(t); HF(t)) 15 radīšanai karkasā (12), ka ir paredzēti līdzekļi (11, 13; 11,28, 29; 11,28, 29 30) karkasā radušās magnētiskās indukcijas B(t) noplūdes laikā dB/dt mērišanai un ka ir paredzēti līdzekļi (13; 29) signāla radīšanai slēdžu (6, 7) atvēršanai gadījumā, ja izmērītā noplūde dB/dt sasniedz iepriekš noteiktus kritērijus. 20
2. 2. Telefona aparāts saskaņā ar 1. punktu, kas atšķiras ar to, ka magnētiskais materiāls aptuveni uzrāda magnetizācijas līkni B(H), kas magnētiskam laukam H, kura lielums [H] ir mazāks par vērtību HK, uzrāda magnētisko caurlaidību (μτ), kas ir liela attiecībā pret skaitli viens, un kas 25 magnētiskam laukam, kura lielums [H] ir lielāks par vērtību HK, uzrāda mazu magnētisko caurlaidību (μτ), ka pārejas apgabals ΔΗ no lielās uz mazo caurlaidību (pt) ir mazs attiecībā pret vērtību HK un ka atlikusī magnetizācija Βτ ir maza attiecībā pret piesātinājuma vērtību B(HK).
3. 3. Telefona aparāts saskaņā ar 2. punktu, kas atšķiras ar to, ka magnētiskais materiāls ir metālstikls.
4. 4. Telefona aparāts saskaņā ar 2. vai 3. punktu, kas atšķiras ar to, ka līdzekļi mainīga magnētiskā lauka (HM(t)) radīšanai ir no maiņsprieguma 2 ģeneratora (26) un pretestības (27) izveidots maiņstrāvas avots, pie kura ir pievienota ap karkasu (12) uztīta mērīšanas spole (11), un ka magnētiskā lauka (HM(t)) amplitūda ir maza attiecībā pret vērtību HK.
5. 5. Telefona aparāts saskaņā ar kādu no 1. līdz 3. punktiem, kas atšķiras ar to, ka līdzekļi mainīga magnētiskā lauka (HF(t)) radīšanai ir no maiņsprieguma ģeneratora (26) un pretestības (27) izveidots maiņstrāvas avots, pie kura ir pievienota ap karkasu (12) uztīta mērīšanas spole (11), un ka mainīgā magnētiskā lauka (HF(t)) amplitūda ir tik liela, ka karkasā 10 rodas magnētiskā piesātinājuma efekti.
6. 6. Telefona aparāts saskaņā ar 5. punktu, kas atšķiras ar to, ka caur mērīšanas spoli (11) plūstošā strāva uzrāda pamatfrekvenci coF un ka līdzekļi (11, 13; 11, 28, 29, 30) noplūdes laikā dB/dt mērīšanai ietver 15 sprieguma mērīšanas ierīci (28) un joslas filtru (30), kas ir caurlaidošs otrai augstākai harmonikai ar frekvenci 2*coF.
7. 7. Telefona aparāts (1) ar klausuli (14), pirmo un otro slēdžiem (6, 7), ar kuru palīdzību telefona aparāts (1) ir savienojams ar telefona centrāli (5) pa 20 divām līnijām (2,3), pie tam telefona aparāts (1) ar noslēgtiem slēdžiem (6, 7) pa līnijām (2, 3) ir barojams ar elektroenerģiju no telefona centrāles (5), un ar shēmas elementu (10), pie tam pirmais slēdzis (6), shēmas elements (10) un otrais slēdzis (7) elektriski ir saslēgti virknē un pie tam slēdži (6, 7) ir iedarbināmi ar telefona aparāta (1) klausuli (14), kas atšķiras ar to, ka 25 krāpšanas novēršanai starp pirmo slēdzi (6) un shēmas elementu (10) ir iemontēta pirmā spole (8), ka starp shēmas elementu (10) un otro slēdzi (7) ir iemontēta otrā spole (9), ka abas spoles (8, 9) ir uztītas pretējos tīšanas virzienos ap magnētiska materiāla karkasu (12), ka ap karkasu (12) ir uztīta trešā spole kā mērīšanas spole (11) un ka atkarībā no 30 mērīšanas spoles (11) pilnās pretestības (L) ir iegūstams signāls slēdžu (6, 7) atvēršanai.
8. 8. Telefona aparāts saskaņā ar 7. punktu, kas atšķiras ar to, ka mērišanas spole (11) ir izvietota rezonanses kontūrā, ka ir paredzēti līdzekļi (13), kas 35 mērišanas spoli (11) darbina rezonansē un nosaka rezonanses frekvenci LV 11932 3 (cdr), pie tam rezonanses frekvence (coR) ir atkarīga no mērīšanas spoles (11) pilnās pretestības (L), un ka signāls izraisa slēdžu (6, 7) atvēršanu, kad rezonanses frekvence (coR) pārsniedz iepriekš noteiktu vērtību.
9. 9. Telefona aparāts saskaņā ar 7. punktu, kas atšķiras ar to, ka ir paredzēta shēma (31, 32, 33, 34) mērīšanas spoles (11) pilnās pretestības (L) noteikšanai pie maksas tarifa impulsu frekvences (ωγ).
10. 10. Telefona aparāts saskaņā ar kādu no 1. līdz 9. punktu, kas atšķiras ar to, ka magnētiskais karkass ir riņķis. 10