Таксофонний апарат

Изобретение относится к области периферийных устройств автоматических телефонных станций и может быть использовано как в городских, так и в междугородных сетях. Известны устройства [Патент ФРГ №053502369, кл. G 07 F 5/10] с управляемым каналом для годных монет и каналом для их возврата [Патент Великобритании №2169429, кл. G 07 D 5/08], с перемещением монеты на ребре по каналу мимо катушек, расположенных с противоположных сторон канала [Патент Японии №61-29040В, кл. G 07 D 5/00] с времязадающей схемой, начинающей отсчет интервала времени по сигналу подлинности монеты [Патент США №4991202, кл. Н 04 М 1 /02J, в котором описана механика прохождения монеты в канале монетоприемника [Патент Японии № В 43-32947], которые используются в качестве оконечных в а втоматических телефонных станциях. Наиболее близким к заявляемому устройству является таксофонный аппарат АМТ-69 [Дубровский Е.П. Справочник молодого телефониста. - М.: Высш. школа, 1992. - 224 с], содержащий рычажный переключатель, балластный конденсатор, ключ жетонной системы, выпрямительный мост, реле кассирования, узел номеронабирателя и выводы подключения разговорной цепи. В известном устройстве отсутствует защита от несанкционированных разговоров при кратковременном коротком замыкании и разрыве линии (при кратковременном ударе по рычагу рычажного переключателя телефона), пульсирующие контакты дискового номеронабирателя работают при больших напряжениях и токах, что понижает надежность аппарата, кроме этого невозможно установить интервал времени бесплатного разговора с момента воздействия переполюсовки. Цель изобретения - создание такого таксофонного аппарата, в котором расширены функциональные возможности, повышены надежность работы аппарата, степень защиты от несанкционированных разговоров. Поставленная цель достигается тем, что в таксофонный аппарат, содержащий рычажный переключатель, балластный конденсатор, ключ жетонной системы, выпрямительный мост, реле кассирования', узел номеронабирателя и выводы подключения разговорной цепи, в соответствии с изобретением введены узел определения переполюсовки, RS-триггер, три "электронных ключа, три элемента задержки, автономный источник питания, дифференцирующий элемент, триггерный логический элемент "2И-НЕ", два формирователя-инвертора "НЕ" и логический элемент "ЗИ", причем ключ жетонной системы связан с первым R-входом RS-триггера, второй R-вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого формирователя-инвертора "НЕ" и первому входу логического элемента "ЗИ", второй вход которого подключен к выходу второго элемента задержки и к первому входу триггерного логического элемента "2И-НЕ", второй вход которого подключен к третьему входу ло гического элемента "ЗИ" и выводу пульсирующи х контактов номеронабирателя, вывод служебных контактов номеронабирателя соединен с первым входом узла определения переполюсовки, второй вход которого связан с контактом рычажного переключателя и первым входом выпрямительного моста, второй вход которого подключен к третьему входу узла определения переполюсовки и второму проводу таксофонной линии, первый и третий выходы узла определения переполюсовки соединены соответственно с первым и вторым S-входами RSтриггера, а второй выход узла определения переполюсовки связан с первым выходом выпрямительного моста, с первым входом автономного источника питания и первыми выводами трех электронных ключей, второй вывод первого электронного ключа подключен к первому выводу обмотки реле кассирования, второй вывод второго электронного ключа соединен со вторым выходом выпрямительного моста, со вторым выводом обмотки реле кассирования, со вторым входом автономного источника питания и с первым выводом подключения разговорной цепи, второй вывод подключения разговорной цепи связан со вторым выводом третьего электронного ключа, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента "ЗИ", управляющий вход первого электронного ключа подсоединен к прямому выходу RS-триггера и ко входу третьего элемента задержки, выход которого связан со входом первого формирователя-инвертора "НЕ", выход триггерного логического элемента "2И-НЕ" соединен со входом дифференцирующего элемента, выход которого подключен ко входу второго формирователя-инвертора "НЕ", выход второго формирователяинвертора "НЕ" подключен к управляющему входу второго электронного ключа, а выход автономного источника питания связан с входом второго элемента задержки. Таксофонныйаппарат защищен от несанкционированных разговоров при кратковременных коротких замыканиях и разрывах абонентской линии благодаря введению автономного источника питания с запоминанием и элемента задержки, при фиксации якоря реле кассирования - в связи с отсутствием контактных групп реле кассирования по предложенной структурной схеме таксофона. Повышена надежность работы дискового номеронабирателя таксофона за счет использования пульсирующи х контактов номеронабирателя в значительно облегченном электрическом режиме (коммутация пониженных напряжений (единиц вольт) и токов (единиц микроампер)). В аппарате устанавливается интервал времени бесплатного разговора благодаря введению соответствующи х элементов задержки и формирователя-инвертора "НЕ". Повышение надежности "занятия" автоматической телефонной станции и номеронабирания в случае линии с повышенным сопротивлением обеспечивается в таксофоне с помощью триггерного логического элемента "И-НЕ", дифференцирующего элемента, формирователя-инвертора "НЕ" и электронного ключа. На фиг. 1 представлена структурная схема таксофонного аппарата; на фиг. 2 - схема узла определения переполюсовки таксофонной линии; на фиг. 3 -узел номеронабирателя таксофонного аппарата; на фиг. 4 схема автономного источника питания (АИП) таксофонного аппарата; на фиг. 5 - временные диаграммы, поясняющие режим занятия таксофонной линии; на фиг. 6 - временные диаграммы, поясняющие режим номеронабирания таксофона; на фиг. 7 - временные диаграммы, поясняющие режим работы таксофонного аппарата при переполюсовке таксофонной линии; на фиг. 8 - временные диаграммы, поясняющие работу элементов схемы таксофонного аппарата, определяющих интервал выдержки бесплатного разговорного времени; на фиг. 9 - изображена схема прототипа-таксофонного аппарата АМТ-69/15. Таксофонный аппарат (см. фиг. 1) содержит рычажный переключатель 1, балластный конденсатор 2, ключ 3 узла распознавания жетонов, узел определения переполюсовки 4, узел номеронабирателя 5, выпрямительный мост 6, RS-триггер 7, реле кассирования 8, электронный ключ 9, элементы задержки 10, 11, автономный источник питания 12, формирователь-инвертор 13, элемент задержки 14, дифференцирующий элемент 15, формирователь-инвертор 16, триггерный логический элемент "2И-НЕ" 17, логический элемент "ЗИ" 18, электронные ключи 19, 20, выходы таксофонной линии 21 и 22, входы 23, 24, 25 и выходы 26, 27, 28 узла определения переполюсовки таксофонной линии, выход 29 ключа узла распознавания жетонов, выход 30 пульсирующи х контактов номеронабирателя, входы 31, 32 и выход 33 автономного источника питания таксофонного аппарата, выводы 34, 35 (С, Д) подключения разговорной цепи, причем выход 29 ключа 3 жетонной системы связан с первым R-входом RS-триггера 7, второй R-вход которого соединен с выходом элемента задержки 11, вход которого подключен к выходу формирователя-инвертора 13 и первому входу логического элемента "ЗИ" 18, второй вход которого подключен к выходу элемента задержки 14 и к первому входу триггерного логического элемента "2И-НЕ" 17, второй вход которого подключен к третьему входу логического элемента "ЗИ" 18 и выводу 30 пульсирующих контактов номеронабирателя узла 5, вывод служебных контактов номеронабирателя соединен с входом 25 узла определения переполюсовки, вход 23 которого связан с контактом рычажного переключателя 1 и первым входом выпрямительного моста 6, второй вход которого подключен к входу 24 узла определения переполюсовки и выходу 22 таксофонной линии, выходы 26 и 28 узла определения переполюсовки соединены соответственно с первым и вторым S-входами RS-триггера 7, а выход 27 узла определения переполюсовки связан с первым выходом выпрямительного моста 6, с входами 32 автономного источника питания 12 и первыми выводами электронных ключей 9, 19 и 20, второй вывод электронного ключа 9 подключен к первому выводу обмотки реле кассирования 8, второй вывод электронного ключа 19 соединен со вторым выходом выпрямительного моста 6, со вторым выводом обмотки реле кассирования 8, с входом 31 автономного источника питания 12 и с выводом 34 подключения разговорной цепи, вывод 35 разговорной цепи связан со вторым выводом электронного ключа 20, управляющий вход которого подключен к выходу логического элемента "ЗИ" 18, управляющий вход электронного ключа 9 подсоединен к прямому выходу RS-триггера 7 и ко входу элемента задержки 10, выход которого связан со входом формирователя-инвертора 13, выход триггерного логического элемента "2И-НЕ" 17 соединен со входом дифференцирующего элемента 15, выход которого подключен ко входу формирователя-инвертора 16, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа 19, а выход 33 автономного источника питания 12 связан со входом элемента задержки 14. К выводам разговорной цепи подключена известная цепь, например, как у прототипа (см. фиг. 9, точки С, Д). На фиг. 2, 3, 4 даны примеры реализации узлов 4, 5 и 12, которые обеспечивают работоспособность заявляемого таксофонного аппарата. Узел 4 определения переполюсовки таксофонной линии (фиг. 2) содержит резисторы 36, 37 и 38, 39 соответственно интегрирующи х и дифференцирующи х цепей с конденсаторами 40, 41 и 42, 43, элементы "НЕ" 44, 45, двухвходовые логические элементы "2И-НЕ" 46, 47, и диоды 48, 49 цепи запрета воздействия сигналов переполюсовки на S-входы RS-триггера 7 (фиг. 1). Узел 5 номеронабирателя (см. фиг. 3) содержит резисторы 50-52, конденсаторы 53, 54; служебные контакты 55 и пульсирующие контакты 56 номеронабирателя. Узел 12 автономного источника питания (см. фиг. 4) содержит резисторы 57-60, запоминающий 61 и фильтрующий 62 конденсаторы, стабилитрон 63, диод 64, транзисторы 65, 66. Основными функциями, реализуемыми в таксофонном аппарате, являются: - занятие таксофонной линии при снятии телефонной трубки через заданный интервал времени (~1с); - формирование вспомогательного импульса проключения таксофонного аппарата при занятии линии и номеронабирании; - функция номеронабирания; - функция определения переполюсовки таксофонной линии; - формирование интервала времени бесплатного разговора после ответа абонента. Работа таксофонного аппарата в режиме занятия таксофонной линии. В этом режиме работают узлы 1, 6, 12, 14-20. В момент снятия трубки с рычага аппарата (см. фиг. 5а) временная диаграмма U во выходного напряжения выпрямительного моста 6, что соответствует переключению рычажного переключателя 1 в состояние, изображенное на фиг. 1 (линия 21 переключается с балластного конденсатора 2 на точку А электронной схемы таксофонного аппарата), разность потенциалов между точками А и Б устанавливается равной напряжению центральной батареи автоматической телефонной станции. На выходе 33 автономного источника питания 12 устанавливается напряжение, питающее логические элементы схемы таксофонного аппарата и воздействующее на вход элемента задержки 14 (см. фиг. 5б). Выходной сигнал элемента задержки 14 представлен временной диаграммой фиг. 5с - напряжение U14. Разность потенциалов UАБ с момента переключения рычажного переключателя удерживается равной напряжению центральной батареи автоматической телефонной станции в течение промежутка времени (~1 с), определяемого элементом задержки 14. По истечении этого промежутка времени включается разговорная цепь таксофонного аппарата при помощи электронного ключа 20. Управляющий сигнал электронного ключа 20 формируется по цепи: выход элемента задержки 14, вход логического элемента "ЗИ" 18, выход элемента 18, электронный ключ 20. При подключении разговорной цепи напряжение между точками А и Б понижается на величину, равную произведению тока, установившегося в линии, и суммарного сопротивления постоянному току линии. С задержкой, обеспечиваемой триггерным элементом "2И-НЕ" 17, формируется импульс проключения t= t3-t 2, повышающий надежность занятия линии таксофонным аппаратом (см. фиг. 5, диаграммы а, с, е, f, g выходные сигналы узлов схемы). Во время действия этого импульса напряжение между точками А и Б понижается до уровня, определяемого падением напряжения на выпрямительном мосте 6 при замыкании выхода моста (точки В и О) с помощью электронного ключа 19 (см. фиг. 5, диаграмма а, фиг. 6, диаграмма е). Цепь формирования импульса проключения t: выход триггерного элемента 17, дифференцирующая цепь 15, формировательинвертор 16, электронный ключ 19, который замыкается на время, равное длительности импульса проключения. После окончания действия импульса проключения и занятия таксофонной линии аппарат подготовлен к режиму номеронабирания. Момент времени t0, отмеченный на временной диаграмме а, фиг. 5, соответствует моменту переключения рычажного переключения 1 (при снятии трубки). Момент времени t1 соответствует окончанию промежутка времени задержки включения таксофонного аппарата на линию (этот промежуток времени устанавливается приблизительно равным 1 с). Момент времени t2 - начало действия импульса проключения t, а t3 - момент окончания импульса проключения. t4 соответствует моменту переключения рычажного переключателя 1 таксофона в первоначальное состояние (таксофонная линия включена на балластный конденсатор 2). Режим номеронабирания таксофонного аппарата поясняется с помощью временных диаграмм (фиг. 6). в этом режиме работают узлы 5, 15-20. Диаграмма U30 (а) показывает как изменяется потенциал вывода 30 номеронабирателя при размыкании (интервал t1) и замыкании (интервал t2) пульсирующих контактов (ННп) номеронабирателя (см. фиг. 3). Этот потенциал воздействует на третий вход логического элемента "ЗИ" 18, на двух други х входах этого логического элемента устанавливаются потенциалы, соответствующие логической "1" (см. фиг, 5) диаграммы "C" (U14) и "K" (U13). Выходной сигнал логического элемента "ЗИ" 18, повторяющий сигнал действующий на выходе 30 узла номеронабирателя 5, воздействует на управляющий вход электронного ключа 20. В соответствии с замыканием и размыканием пульсирующи х контактов номеронабирателя замыкается и размыкается электронный ключ 20, обеспечивая включение и выключение тока таксофонной линии. В таком режиме, а отличие от использования пульсирующи х контактов номеронабирателя в аппарате АМТ-69, повышается надежность работы этих контактов за счет электрической разгрузки по току (в десятки тысяч раз) и по напряжению (в десятки раз). Временная диаграмма (фиг. 6, с U 16) изображает импульс (импульс проключения t в режиме занятия таксофонной линии), сформированный с помощью дифференцирующей цепи 15 и формирователяинвертора 16, во время действия которого электронный ключ 19 находится в замкнутом состоянии. Такой режим обеспечивает повышение надежности номеронабирания, особенно при включении таксофонного аппарата на "длинных" линиях. На фиг. 7 приведены временные диаграммы, поясняющие работу таксофонного аппарата при определении переполюсовки таксофонной линии при ответе абонента и последующи х сигналах, формируемых тарификационным устройством. В этом режиме работают узлы 4, 7-9. Напряжение UАБ (см. фиг. 7 "а") демонстрирует моменты переполюсовки, соответствующие переключениям полярности напряжения таксофонной линии. Диаграмма U25 (b) иллюстрирует работу служебных контактов номеронабирателя (фиг. 3), которые размыкаются при наборе абонентом заданного числа цифр номера. Потенциал, соответствующий логической "1" на выходе 25, запрещает воздействие сигналов переполюсовки на S-входы триггера переполюсовки 7 (фиг. 2, диоды 48, 49). Триггер 7 устанавливается по S- и R-входам уровнем сигнала, соответствующего логическому "0". Диаграммы U44 и U45 (соответственно, с и d, фиг. 7) представляют вы ходные сигналы инверторов 44 и 45 (фиг. 2). Временные диаграммы U46 и U47 - выходные сигналы логических элементов "2И-НЕ" (фиг. 2). Отрицательные фронты этих сигналов, после дифференцирования на элементах 42,38 и 43,39 воздействуют, в случае отсутствия запрета, на S-входы триггера переполюсовки 7, устанавливая его в единичное состояние. При этом включается реле кассирования 8 с помощью электронного ключа 9. Сигнал с выхода Q триггера переполюсовки 7 подается на вход элемента задержки 10, определяющего интервал бесплатного времени разговора абонента. На фиг. 7 изображен сигнал U26, действующий на выходе 26 узла определения переполюсовки, который устанавливает триггер переполюсовки 7 в единичное состояние (см. сигнал U7, Q), диаграмма "К"). Выходной сигнал U29 (диаграмма "m") узла распознания жетонов сбрасывает триггер переполюсовки 7 в первоначальное состояние при опускании жетона в монетоприемник таксофона. В случае задержки опускания жетона на время, превышающее бесплатное, триггер переполюсовки 7 устанавливается в первоначальное состояние по цепи: элемент задержки 10, формирователь-инвертор 13, элемент задержки.11, R-вход триггера переполюсовки 7. Выходной сигнал формирователя-инвертора 13, воздействуя на вход логического элемента "ЗИ" 18, выключает разговорную цепь, закрывая электронный ключ 20 на время, достаточное для отключения установленной связи. В данном случае связь между абонентами действовала в течение интервала бесплатного разговорного времени. Этот режим работы таксофонного аппарата поясняется временными диаграммами, изображенными на фиг. 8, где U10 (диаграмма "b") - выходной сигнал элемента задержки 10, U13 ("С") - выходной сигнал формирователя-инвертора 13, U11 ("d") - выходной сигнал элемента задержки 11 и U18 ("е") - выходной сигнал логического элемента "ЗИ" 18. Стрелками на временных диаграммах показаны взаимосвязи при переключениях логических элементов и изменениях уровней выходных сигналов элементов задержки.