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Title:
TELEPHONE SET
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/025000
Kind Code:
A1
Abstract:
A telephone set (1) with a receiver (14) can be connected by a first and a second switch (6, 7) via two lines (2, 3) to a telephone exchange (5). When the switches (6, 7) are closed, the telephone set (1) can be supplied with electrical power from the exchange (5) via the lines (2, 3). Inside the telephone set (1), the first switch (6), a first coil (8), a circuit component (10), a second coil (9) and the second switch (7) are connected electrically in series. The switches (6, 7) can be actuated by the receiver (14) of the telephone set (1). The two coils (8, 9) are wound in mutually opposing directions about an element (12) made of magnetic material. In addition, a measurement coil (11) and a measurement circuit (13) are provided for the purpose of producing an alternating magnetic field in the element (12), measuring the differential with respect to time dB/dt of the magnetic induction B(t) produced in the element (12), and producing a signal to open the switches (6, 7) when the measured differential dB/dt satisfies predetermined criteria. The coils (8, 9), magnetic element (12), measurement coil (11) and measurement circuit (13) hinder attempts at fraudulent use.

Inventors:
SEITZ THOMAS (CH)
FALK URS (CH)
Application Number:
PCT/CH1996/000017
Publication Date:
August 15, 1996
Filing Date:
January 15, 1996
Export Citation:
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Assignee:
LANDIS & GYR TECH INNOVAT (CH)
SEITZ THOMAS (CH)
FALK URS (CH)
International Classes:
H04M1/66; H04M1/667; H04M1/67; H04M17/02; (IPC1-7): H04M1/66
Foreign References:
EP0310371A21989-04-05
DE4120079A11992-12-24
US5150403A1992-09-22
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Telefonstation (1) mit einem Hörer (14), einem ersten und einem zweiten Schalter (6, 7), mittels derer die Telefonstation (1) über zwei Leitungen (2, 3) mit einer Telefonzentrale (5) verbindbar ist, wobei die Telefonstation (1) bei geschlossenen Schaltern (6, 7) über 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 Hörer (14) der Telefonstation (1) betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet dass zwischen dem ersten Schalter (6) und dem Schaltungsteil (10) eine erste Spule (8) eingebaut ist ?"> zwischen dem Schaltungsteil (10) und dem zweiten Schalter (7) eine zweite Spule (9) eingebaut ist dass die beiden Spulen (8, 9) in gegenläufigem Wicklungssinn um einen Körper (12) aus magnetischem Material gewickelt sind, dass Mittel (11, 13; 11, 26, 27) vorgesehen sind zur Erzeugung eines wechselfδrmigen Magnetfeldes (HM(t); Hp(t)) im Körper (12), dass Mittel (11, 13; 11, 28, 29; 11, 28, 29, 30) vorgesehen sind zur Messung der zeitlichen Ableitung dB/dt der sich im Körper (12) einstellenden magnetischen Induktion B(t) und dass Mittel (13; 29) zur Erzeugung eines Signals zum öffnen der Schalter (6, 7) vorgesehen sind, falls die gemessene Ableitung dB/dt vorbestimmte Kriterien erfüllt.
2. Telefonstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass das magnetische Material annähernd eine Magnetisiemngskurve B(H) aufweist, die für ein Magnetfeld H, dessen Betrag |H| kleiner als ein Wert __ ist, eine magnetische Permeabilität (μ^ aufweist die gross gegen die Zahl Eins ist, und die für ein Magnetfeld H, dessen Betrag |H| grösser als der Wert H__ ist eine kleine magnetische Permeabilität (μ,*) aufweist dass der Obergangsbereich ΔH von der grossen zur kleinen Permeabilität (μf) klein gegen den Wert HK ist und dass die Remanenz Br klein gegen den Sättigungswert B(Hκ) ist.
3. Telefonstation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet dass das magnetische Material ein Metallglas ist.
4. Telefonstation nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zur Erzeugung des wechseiförmigen Magnetfeldes (Hyf (t)) eine aus einem Wechselspannungsgenerator (26) und einem Widerstand (27) gebildete Wechselstromquelle ist an die eine um den Körper (12) gewickelte Messspule (11) angeschlossen ist, und dass die Amplitude des Magnetfeldes (H f(t)) klein gegen den Wert Hj ist.
5. Telefonstation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet dass die Mittel zur Erzeugung des wechseiförmigen Magnetfeldes (Hp(t)) eine aus einem Wechselspannungsgenerator (26) und einem Widerstand (27) gebildete Wechselstromquelle ist, an die eine um den Körper (12) gewickelte Messspule (11) angeschlossen ist, und dass die Amplitude des wechselföπnigen Magnetfeldes (Hp(t)) so gross ist, dass im Körper (12) magnetische Sättigungseffekte auftreten.
6. Telefonstation nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet dass der durch die Messspule (11) fliessende Strom eine Grundfrequenz ωp 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 für die zweite Oberwelle mit der Frequenz 2*ωp durchlässig ist.
7. Telefonstation (1 ) mit einem Hörer ( 14), einem ersten und einem zweiten Schalter (6, 7), mittels derer die Telefonstation (1) über zwei Leitungen (2, 3) mit einer Telefonzentrale (5) verbindbar ist wobei die Telefonstation (1) bei geschlossenen Schaltern (6, 7) über 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 Hörer (14) der Telefonstation (1) betätigbar sind, dadurch gekennzeichnet dass 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 gegenläufigem Wicklungssinn um einen Körper (12) aus magnetischem Material gewickelt sind, dass eine dritte Spule als Messspule (11) um den Körper (12) gewickelt ist und dass in Abhängigkeit der Impedanz (L) der Messspule (11) ein Signal zum öffnen der Schalter (6, 7) erzeugbar ist.
8. Telefonstation nach Anspmch 7, dadurch gekennzeichnet dass die Messspule ( 11 ) in einem Resonanzkreis angeordnet ist dass Mittel (13) vorgesehen sind, die die Messspule (11) in Resonanz betreiben und die Resonanzfrequenz (<ÜR) bestimmen, wobei die Resonanzfrequenz (CDR) abhängig ist von der Impedanz (L) der Messspule (11), und dass das Signal das öffnen der Schalter (6, 7) bewirkt, wenn die Resonanzfrequenz (COR) einen vorbestimmten Wert überschreitet.
9. Telefonstation nach Anspmch 7, dadurch gekennzeichnet dass eine Schaltung (31, 32, 33, 34) vorgesehen ist zur Bestimmung der Impedanz (L) der Messspule (1 1) bei der Frequenz (ωf) der Taximpulse.
10. Telefonstation nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet dass der magnetische Körper (12) ein Toms ist.
Description:
Telefonstation

Die Erfindung betrifft eine Telefonstation der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Telefonstation mit einer Betrugssicherheitseinrichtung vorzuschlagen, die jeden betrügerischen Versuch, von der Telefonstation aus ohne Bezahlung der auflaufenden Gebühren zu telefonieren, unterbindet.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 7. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Nachfolgend werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 ein elektrisches Schema einer mit einer Telefonzentrale verbundenen Telefonstation, Fig. 2 eine Messschaltung,

Fig. 3 eine Magnetisierungskurve und Signalformen,

Fig. 4 eine Magnetisierungskurve und Strom- und Spannungsverläufe, und

Fig. 5 eine Messschaltung zur Messung der Eingangsimpedanz eines Transformators.

Die Fig. 1 zeigt das elektrische Schaltbild einer öffentlichen Telefonstation 1, die über drei Leitungen 2, 3 und 4 mit einer Telefonzentrale 5 verbunden ist. Sie weist zwei Schalter 6 und 7, eine erste und eine zweite Spule 8 bzw. 9, ein Schaltungsteil 10, eine Messspuie 11, einen Körper 12 aus magnetischem Material und eine Messschaltung 13 auf. Der Schalter 6, die erste Spule 8, das Schaltungsteil 10, die zweite Spule 9 und der Schalter 7 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Die Schalter 6 und 7 sind ausgangsseitig mit den Leitungen 2 bzw. 3 verbunden und werden durch den Hörer 14 der Telefonstation 1 betätigt. Sie sind geöffnet, wenn der Hörer 14 aufgelegt ist, sie sind geschlossen, wenn der Hörer 14 abgehoben ist. Das Schaltungsteil 10 weist zwei Anschlüsse auf, die über je einen Widerstand 15 bzw. 16 mit der Leitung 4 verbunden sind. Das Schaltungsteil 10 ist das eigentliche Kernstück der Telefonstation 1. Es stellt elektrisch gesehen eine Impedanz Z-p dar. Weitere Details über den Aufbau des Schaltungsteiles 10 sind für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich und deshalb nicht beschrieben.

Innerhalb der Telefonzentrale 5 ist die erste Leitung 2 über eine Spule 17 mit einem geerdeten Punkt m, mit der als Masseleitung dienenden Leitung 4 und mit dem Pluspol einer Gleichspannungsquelle 18 verbunden. Die zweite Leitung 3 ist über eine Spule 19 mit dem Minuspol der Gleichspannungsquelle 18 verbunden. Die Telefonzentrale 5 weist einen geerdeten Schaltkreis 20 mit einer Spule 21 und einem Wechselspannungsgenerator 22 auf, die unter anderem der Aufinodulation von Taximpulsen auf die beiden Linienleitungen 2 und 3 dienen. Die Taximpulse sind wechseiförmige Signale, die in der Regel eine Frequenz von 50 Hz aufweisen. Die Taximpulse werden vom Schaltungsteil 10 der Telefonstatioo 1 empfangen und beispielsweise zur unmittelbaren Abbuchung eines durch den Einwurf von Münzen oder ähnlichen Zahlungsmitteln entstandenen Guthabens verwendet. Es ist auch möglich, dass die Telefonstation 1 die Taximpulse vorerst aufaddiert und später zur Rechnungsstellung verwendet, z.B. bei

der bargeldlosen Bezahlung mittels einer Kreditkarte oder einer Chipkarte.

An die Telefonstation 1 ist eine elektrische Schaltung 23 in betrügerischer Absicht angeschlossen. Ein erster Zuleitungsdraht 24 der Schaltung 23 steht in elektrischer Verbindung mit einem Abgriff A der Telefonstation 1, der sich zwischen dem Schaltungsteil 10 und der zweiten Spule 9 befindet. Ein zweiter Zuleitungsdraht 25 der Schaltung 23 ist mit einem geerdeten Punkt mf verbunden. Die Schaltung 23 stellt elektrisch gesehen eine Impedanz Zf dar, die zwischen den beiden Zuleitungsdrähten 24 und 25 angeordnet ist. Die Schaltung 23 kann je nach Betnigsart ein Telefon oder eine Schaltung zur Schwächung der Taximpulse sein.

Bei abgehobenem Hörer 14 schliesst sich ein Gleichstromkreis: Durch die erste Leitung 2 fliesst ein Gleichstrom l\ vom Pluspol der Gleichspannungsquelle 18 über das Schaltungsteil 10 zum Abgriff A, durch die zweite Leitung 3 fliesst ein Gleichstrom l vom Abgriff A zum Minuspol der Gleichspannungs¬ quelle 18 und durch die Masseleitung 4 fliesst ein weiterer Gleichstrom I3 vom Pluspol der Gleich¬ spannungsquelle 18 zum Abgriff A. Die Gleichströme sind verknüpft durch die Beziehung I2 = I j + I3 Die Gleichströme Ij und I2 liegen in der Grössenordnung von 100 mA. Der Gleichstrom I3 ist sehr klein im Vergleich zu den Gleichströmen I j und I2, da die Widerstände 15 und 16 im Vergleich zur Impedanz Z des Schaltungsteils 10 sehr hochohmig gewählt sind. Auf diese Weise ist die Telefonstation 1 über die zwei Linienleitungen 2 und 3 von der Telefonzentrale 5 mit elektrischer Energie speisbar.

Die Taximpulse stellen wechselförmige Stromimpulse h j und h2 dar, die von der Telefonzentrale 5 auf beiden Linienleitungen 2 und 3 parallel zur Telefonstation 1 gelangen und über die Widerstände 15 bzw. 16 und die Masseleitung 4 gegen Erde fliessen. Die Stärke der Stromimpulse h* und I12 beträgt in der Regel einige oder einige zehn Mikroampere und ist damit sehr klein gegen die Stärke der Gleichströme I - und I2-

Ist keine Schaltung 23 in betrügerischer Absicht mit dem Abgriff A verbunden, dann sind die beiden Gleichströme 11 und I2 betragsmassig beinahe gleich gross. Ist als Schaltung 23 jedoch ein Telefon angeschlossen, dann fliesst ein weiterer Strom I4 von der Erde mf über die Impedanz Zf zum Abgriff A und zum Minuspol der Gleichspannungsquelle 18. Nach der Knotenregel gilt I2 = 11 + I3 + I4.

Die Spulen 8 und 9, die Messspule 11, der magnetische Körper 12 und die Messschaltung 13 stellen eine Einrichtung dar zur Verhinderung von Betrugsversuchen mittels eines Telefons 23. Die Spulen 8 und 9 sind, wie dargestellt, in gegenläufigem Wicklungssinn um den Körper 12 gewickelt und weisen die gleiche Zahl N j an Windungen auf. Der Körper 12 ist als Tonis ausgebildet Die durch die Spulen 8 und 9 fliessenden Gleichströme l\ bzw. I2 erzeugen im Toms 12 ein Magnetfeld H^ , das proportional ist zur Differenz der Gleichströme ΔI •= I \ - 12 und zur Windungszahl Nj : HΛJ - ΔI • N J . Die Messspule 11 ist ebenfalls um den Toms 12 gewickelt.

Die Fig. 2 zeigt eine erste Ausfuhrung der Messschaltung 13, die eine mit den beiden Anschlüssen der

Messspule 11 verbundene Wechselstromquelle, die aus einer Wechselspannungsquelle 26 und einem Widerstand 27 gebildet ist, welche in Reihe geschaltet sind, eine Spannungsmesseinrichtung 28 zur Messung der über der Messspule 11 hegenden Spannung und eine Vergleichsschaltung 29 umfasst. Die Spannungsmesseinrichtung 28 gibt eine Gleichspannung V ab, welche die Vergleichsschaltung 29 mit einem vorbestimmten Schwellwert Vg vergleicht. Die Vergleichsschaltung 29 liefert an ihrem Ausgang ein binares Signal, das die Werte "0" oder " 1 " annehmen kann. Der Wert "0" bedeutet, dass die Gleich¬ spannung V grösser als der Wert VQ ist, der Wert "1" bedeutet, dass die Gleichspannung V kleiner als der Wert VQ ist. Der Ausgang der Vergleichsschaltung 29 ist so auf die Schalter 6 und 7 gefuhrt, dass das Signal "0" die Stellung der Schalter 6 und 7 unverändert lässt und dass das Signal "1" das öffnen der Schalter 6 und 7 bewirkt.

Beim öffnen der Schalter 6 und 7 ist die Versorgung der Telefonstation 1 mit elektrischer Energie von der Telefonzentrale 5 her nicht mehr möglich. Damit die Schalter 6 und 7 beim Wegfall der Energieversorgung bei abgehobenem Hörer 14 nicht sofort wieder schliessen, sondern erst nach dem Auflegen und erneuten Abheben des Hörers 14, sind sie als bistabile Schalter, beispielsweise als bistabile Relais, ausgeführt. Falls das Telefon 23 nach dem erneuten Abheben des Hörers 14 noch immer angeschlossen ist, bewirkt die Messschaltung 13 sofort wieder das öffnen der Schalter 6 und 7.

Die Messspule 11 dient einerseits zusammen mit der Wechselstromquelle 26, 27 der Erzeugung eines wechselfδrmigen Magnetfeldes H^f(t) im Toms 12, das sich dem von den Gleichströmen l\ und I2 erzeugten Magnetfeld HΛJ überlagert. Andererseits dient die Messspule 11 der Messung der zeitlichen Ableitung der sich im Tonis 12 aufgrund der Magnetisierungskurve B(H) einstellenden magnetischen Induktion B(t). Diese beiden Funktionen könnten auch mittels zwei Messspulen verwirklicht werden

In einer ersten Ausfuhrung besteht der Toms 12 (Fig. 1) aus einem weichmagnetischen Material, das eine Magnetisierungskurve B(H) aufweist, wie sie qualitativ dargestellt ist in der Fig. 3. Für Magnetfelder H, deren Absolutwert unterhalb eines Wertes Hγ_ liegt, ist die magnetische Induktion B(H) proportional zu H und die Steigung dB/dH, d.h. die magnetische Permeabilität μ f , gross gegen den Wert eins: μ-r >> 1 ■ Für Magnetfelder H, deren Absolutwert oberhalb des Wertes Hγ_ liegt, ist die Steigung dB/dH viel kleiner. Das magnetische Material kommt oder ist in Sättigung: die magnetische Permeabilität μ,- nähert sich dem Wert eins. Beim Feld H j weist die Magnetisierungskurve B(H) den bekannten Knickpunkt K auf. Die Zahl N j der Windungen der Spulen 8 und 9 ist nun mit Nj = 25 so festgelegt, dass eine Stromdifferenz von ΔI = 2 mA ein Magnetfeld H__ erzeugt, das kleiner als das Feld H__ ist und den Tonis 12 somit magnetisch nicht in Sättigung bringt, und dass eine Stromdifferenz von ΔI = 4 mA ein Magnetfeld HAI erzeugt, das eindeutig grösser als das Feld Hjζ ist und den Toms 12 in Sättigung bringt Das magnetische. Material muss die Eigenschaft aufweisen, dass der Obergang von einer grossen Permeabilität zu einer kleinen Permeabilität in einem Bereich AH erfolgt, der vergleichsweise klein gegen den Wert Hjζ ist ΔH«Hj , so dass die maximal zulässige Stromdifferenz Δlς, welche noch nicht als Betrugsversuch interpretiert wird, gut definierbar ist. Im Fachjargon spricht man von einem scharfen Knickpunkt.

Die Wechselspannungsquelle 26 erzeugt eine Wechselspannung mit einer Frequenz ω j y j , die irgendwo im Bereich von etwa 5 bis 100 kHz liegt, der Widerstand 27 weist einen Wert von etwa 10 kΩ auf. Dieser Wert ist gross gewählt gegen den Betrag der Impedanz der Messspule 11 bei der Frequenz ω _, so dass durch die Messspule 11 ein Wechselstrom 1^(0 von vorbestimmter, relativ kleiner Amplitude fliesst. Der Wechselstrom I-yι(t) erzeugt ein Messfeld HM( im Toms 12, das sich dem Feld H^ j überlagert. Das Messfeld H j ^t) ist proportional zum Wechselstrom Ip^t) und zur Zahl N2 der Windungen der Messspule

11, die etwa N2 = 250 beträgt. Die hohe Windungszahl N2 dient der Erzeugung eines relativ starken Messfeldes H-v j (t) bei vergleichsweise kleinem Wechselstrom Ij^(t) von einigen μA, so dass die Mess¬ schaltung 13 wenig Energie verbraucht. Bei einem Wechselstrom I^f(t) von 10 μA ist das Messfeld H j ^t) etwa um den Faktor 20 kleiner als das Magnetfeld H__ bei einer Stromdifferenz von ΔI = 2 mA. Die Spannungsmesseinrichtung 28 misst die über der Messspule 11 liegende Spannung U(t), die proportional ist zur zeitlichen Ableitung des magnetischen Flusses φ(t) durch die Messspule 11 und somit auch proportional zur zeitlichen Ableitung der magnetischen Induktion B(t), die sich aufgrund des Magnetfeldes H(t) - H__ + HMW im Toms 12 einstellt.

Die Fig. 3 zeigt neben der hystereselosen Magnetisiemngskurve B(H) bzw. B(ΔI), Magnetfelder

Hι(t) = H^i + HM( und H2W = H^ + H M( "^ äc sich ergebenden Spannungen U(t) = Uι(t) bzw. U(t) - L>2(t), wobei die Stromdifferenz im ersten Fall ΔIj = 2 mA und im zweiten Fall ΔI2 = 4 mA beträgt. Die Amplituden des Magnetfeldes Hj^(t) und der Spannungen U j (t) und U2(t) sind der Illustration wegen vergrössert dargestellt. Die Form des die Messspule 11 erregenden Wechselstromes ist nicht von besonderer Bedeutung. Einfach erzeugbar ist ein sägezahnfδrmiger Wechselstrom.

Das Magnetfeld H j (t) bringt den Toms 12 (Fig. 1 ) nach wie vor nicht in Sättigung, so dass die zeitliche Variation der sich im Toms 12 einstellenden magnetischen Induktion B(t) entsprechend der grossen Steigung dB/dH der Magnetisierungskurve B(H) vor dem Knickpunkt K in der Messspule 11 eine Spannung U ι(t) mit einer vergleichsweise grossen Amplitude erzeugt. Beim Magnetfeld H2O) ist der Torus 12 wegen des Gleichfeldanteiles HAT 2 magnetisch gesättigt, so dass das Feld B(t) entsprechend der Steigung dB/dH der Magnetisierungskurve B(H) nach dem Knickpunkt K nur sehr schwache zeiüichc Änderungen erfährt Die Amplitude der Spannung U2(t) ist deshalb verschwindend klein. Die Spannungen Uι(t) und U2W sind wechselförmig und weisen keinen Gleichspannungsanteil auf.

Die Spannungsmesseinrichtung 28 erzeugt im ersten Fall, d.h. bei Vorliegen der Spannung U j (t), eine Gleichspannung V, die grösser als der Wert VQ ist. Im zweiten Fall, d-h. bei Vorliegen der Spannung

U2(t), ist die Gleichspannung V kleiner als der Wert VQ , Eine Differenz ΔI der beiden Gleichströme I j . und

12, die grösser als der vorbestiπirate Schwellwert Δlς ist, bewirkt somit das öffnen der Schalter 6 und 7. Somit ist die Telefonstation 1 eingerichtet, jeden Versuch, mit einem Telefon 23 zu telefonieren, das wie oben beschrieben an die Telefonstation 1 angeschlossen ist, zu erkennen und zu unterbinden.

Die in der Fig. 3 dargestellte Magnetisiemngskurve B(H) entspricht dem Idealiall. In Wirklichkeit zeigt jedes ferromagnetische Material Hystereseeffekte, die sich in Form einer endlichen Remanenz B r und einer

endlichen Koerzitivfeldstärke H g äussem. Damit die Messeinrichtung nach einem erfolglos abgebrochenen Betrugsversuch selbsttätig wieder einwandfrei funktioniert, ist es erforderlich, dass die Remanenz B r des magnetischen Materials genügend klein ist. Eine kleine Remanenz B r bedeutet nämlich in diesem Zusammenhang, dass das magnetische Feld B im Toms 12 einen deutlich unter dem Sättigungswert B(H j ζ) liegenden Wert annimmt, sobald die Differenz ΔI der Ströme I \ und I2 und damit auch das von ihnen erzeugte Magnetfeld H__ verschwindet. Dank der grossen Permeabilität U f bedeutet eine kleine

Remanenz B r auch eine kleine Koerzitivfeldstärke Hς. Materialien, die einer solchen idealen Magnetisiemngskurve B(H) sehr nahe kommen, sind beispielsweise Metallgläser, das sind amorphe ferromagnetische Materialien. Ein Metallglas mit einer kleinen Remanenz B r und einer kleinen Koerzitiv- feldstärke H ς ist unter der Bezeichnung VITROVAC 6025 F im Handel erhältlich. Dieses Metallglas weist eine Queranisotropie auf die zu einer sogenannten F-Schleifencharakterisik der Magnetisierungskurve B(H) führt.

Bei einer zweiten Ausführung 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 Spannungsmesseinrichtung 28 ein Bandpassfilter 30 auf und ist der Vergleichsschaltung 29 ein Inverter nachgeschaltet. Die aus der Wechselspannungsquelle 26 und dem Widerstand 27 gebildete Stromquelle liefert einen vorzugsweise sägezahnförmigen Wechselstrom Ip mit einer Grundfrequenz ωp, wobei dessen Amplitude und die Anzahl N2 der Windungen der Messspule 11 so aufeinander abgestimmt sind, dass das vom Wechselstrom Ip in der Messspule 11 erzeugte Magnetfeld Hp den Toms 12 periodisch in Sättigung bringt, d.h. die Amplitude des Wechselstromes Ip erzeugt ein Magnetfeld H, das grösser ist als das Feld H ] ζ. Das Bandpassfilter 30 ist für wenigstens eine gerade Oberwelle der Grundfrequenz ωp durchlässig, vorzugsweise für die erste gerade Oberwelle mit der Frequenz 2*ωp.

Die Fig. 4 zeigt den zeitlichen Verlauf des Magnetfeldes Hp(t) = Hp j (t) bzw. Hp(t) = Hp2(t) und der Spannung U(t) = U j (t) bzw. U(t) = U 2(t) über der Messspule 11. Im ersten Fall beträgt die zu messende Stromdifferenz ΔI null. Somit ist das Magnetfeld Hp j (t) ohne Gleichfeldanteil. Die Spannung Upι(t), die wiederum proportional zur zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses ψ(t) und somit proportional zur zeitlichen Änderung des Magnetfeldes B(t) ist nimmt einen aus positiven und negativen Rechteckimpulsen gebildeten Verlauf an. Die positiven und negativen Rechteckimpulse der Spannung Up j ,(t) weisen eine gerade Kurvenform auf und das Frequenzspektrum der Spannung U ι(t) enthält nur ungerade Oberwellen. Am Ausgang der Spannungsmesseinrichtung 28 ist eine verschwindende

Gleichspannung V vorhanden und die Vergleichsschaltung 29 fuhrt das Signal "1". Mit zunehmender Stromdifierenz ΔI nimmt der Gtoc f dantril des Magnetfeldes H 2(t) zu. Wegen der Aussteuerung des Torus 12 bis in die Sättigung ändern die positiven und negativen Rechteckjπφulsc Länge und Lage auf der Zeitachse und das Frequenzspektrum der Spannung U 2(t) zeigt auch gerade Oberwellen. Dank des vorgeschalteten Bandpassfilters 30 misst die Spaimnngsmesseinrichtung 28 die Stärke der zweiten Oberwelle. Die Gleichspannung V nimmt zu mit zunehmender Stromdifierenz ΔI. Obersteigt die Gleichspannung V den Wert VQ, dann führt die Vergleichsschaltung 29 ein Ausgangssignal "0". Ober den

Wert Vg ist der Schwellwert Δl_ kontrollierbar, bei dem der Pegel des Ausgangssignales der Vergleichs¬ schaltung 29 ändert. Der der Vergleichsschaltung 29 nachgeschaltete Inverter kehrt die Signalpegel um, so dass die Steuerung der Schalter 6 und 7 wie in dem vorgängig beschriebenen Verfahren erfolgen kann.

Bei diesem zweiten Schaltungsaufbau ist es auch möglich, als Material für den Toms 12 anstelle des Magnetglases ein ferromagnetisches Material einzusetzen, das die bekannten Hystereseeffekte zeigt, wie z.B. Permalloy. Die Spannungen Upj(t) und Up2(t) zeigen dann nicht die in der Fig. 5 gezeigten Rechteckimpulse, das Messprinzip bleibt jedoch qualitativ unverändert. Weitere Details zur Funktionsweise eines Fluxgate Sensors können beispielsweise dem in der Zeitschrift Sensors and Actuators in den Bänden A21 - A23 des Jahrganges 1990 auf den Seiten 799 - 802 veröffentlichten Artikel Fluxgate Sensor in Planar Microtechnology von Thomas Seitz entnommen werden.

Bei einer weiteren Messschaltung 13 ist die Messspule 11 in einer Reihen- oder Parallelschaltung zu einem kapazitiven Element mit der Kapazität C als Teil eines LC-Resonanzkreises in die Messschaltung 13 integriert. Die Messschaltung 13 enthält eine elektronische Schaltung, die den Resonanzkreis in Resonanz betreibt und ein Signal erzeugt, das proportional zur Resonanzfrequenz ω R ist, bei der der Resonanzkreis schwingt. Bei einer genügend kleinen Stromdifferenz ΔI kommt der Toms 12 nicht in Sättigung und die Messspule 11 weist eine hohe Induktivität L\ auf. Bei einer genügend hohen Stromdifierenz ΔI kommt der Toms 12 magnetisch in Sättigung und die Messspule 11 verhält sich wie eine Luftspulc mit einer gegenüber dem Wert L = Lj stark verkleinerten Induktivität L = LJ-Q. Da die Resonanzfrequenz gegeben ist durch O R = Ü> I = 1 / L j C im Normalfall bzw. CO R = CO - B = 1 bei einem Betrugsversuch ist ein Betrugsversuch leicht erkennbar. Die Mcssschaltung 13 ist eingerichtet zur Erzeugung eines Signales zum öffnen der Schalter 6 und 7, wenn die Resonanzfrequenz ω R einen vorbestimmten Wert überschreitet. Da die Resonanzfrequenz COR bei fest vorgegebenem Wert der Kapazität C nur von der Impedanz L der Messspule 11 abhängt, entspricht diese Messmethode einer Impedanzmessung.

Die bisher beschriebenen Lösungen zur Verhinderung des Telefonierens mit einem an die Telefonstation 1 (Fig. 1) als Schaltung 23 angeschlossenen Telefon beruhen auf der Verwendung eines magnetischen

Materials, dessen Magnetisierungskurve im Bereich der zu messenden Stromdifferenz ΔI nicht linear ist, sondern Sättigungseffekte aufweist, die beispielsweise auf die vorgängig beschriebenen Arten zur Unterbrechung der Telefonverbindung bei einem Betmgsversuch ausnützbar sind. Im folgenden ist nun eine Lösung beschrieben, die das Telefonieren verhindert, wenn die Schaltung 23 eine Schaltung zur Unterdrückung der Taximpulse ist.

Die Spulen 8 und 9 sind in gegenläufigem Wicklungssinn gewickelt, so dass die Ströme l j und I2 im Torus 12 ein Magnetfeld H erzeugen, das, wie vorgängig dargelegt, proportional zur Differenz der Ströme I1J2 ist, wobei die Richtung der Ströme l j und I2 in der Fig. 1 durch Pfeile definiert ist. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Ströme I j -12 Gleich- oder Wechselströme sind. Beide Spulen 8 und 9 zusammen weisen die Induktivität L^ = 0 auf. Während der Wechselstromimpuls h\ (Fig. 1) die gleiche Strom¬ richtung aufweist wie der Gleichstrom I ] , weist der Wechselstromimpuls h2 eine bezüglich des Gleich-

Stromes I2 umgekehrte Stromrichtung auf. Die Spulen 8 und 9 stellen deshalb für die durch die Wechsel¬ stromimpulse h^ und h2 gebildeten Taximpulse eine nichtverschwindende Induktivität dar. Die Spulen 8, 9, der Torus 12 und die Messspule 11 verhalten sich deshalb bezüglich der Wechselstromimpulse h\ und I12 wie ein Transformator. Zur Beantwortung der Frage, ob eine die Taximpulse abschwächende oder sogar unterdrückende Schaltung 23 den Abgriff A mit Masse m verbindet, ist deshalb vorgesehen, die Eigenschaft der Impedanzwandlung des Transformators auszunutzen: Die Messschaltung 13 ist eingerichtet zur Bestimmung der Impedanz der Messspule 11, die in diesem Fall als Eingangsimpedanz Z-f e des Transformators anzusehen ist. Die Eingangsimpedanz Z je des Transformators ist abhängig von der Ausgangsimpedanz Z a des Transformators, welche bestimmt ist durch die Belastung des Transformators. Die Eingangsimpedanz Z c hängt 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 Auswerteschaltung 34 auf. Der Wechselspannungsgenerator 31, der eine Spannung vorgegebener Amplitude und vorgegebener Frequenz ω j erzeugt, und der Widerstand 32 sind in Reihe geschaltet und der Widerstand 32 ist hochohmig gegenüber der Eingangsimpedanz Z jc gewählt, so dass ein Wechsel¬ strom vorgegebener Amplitude durch die Messspule 11 fliesst. Die Frequenz ω- ist annähernd gleich der Frequenz der Wechselstromimpulse h] und h2 gewählt, beträgt also etwa 50 Hz. Die Spannungsmess¬ einrichtung 28 misst die über der Messspule 11 liegende Wechselspannung und liefert eine Gleichspannung V an die Auswerteschaltung 34, die proportional ist zur Eingangsimpedanz Zj e des Transformators. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist st die Ausgangsimpedanz Z a des durch die Spulen 8, 9, den Toms 12 und die Messspule 11 gebildeten Transformators auch abhängig von den Impedanzen, die in der Telefon¬ zentrale 5 in den Linienleitungen 2 und 3 vorhanden sind. Die Telefonstation 1 ist deshalb vorzugsweise eingerichtet, bei der Inbetriebnahme oder auch periodisch die Eingangsimpedanz Z j e zu bestimmen und als Wert Z je norma ] in der Auswerteschaltung 34 zu speichern. Die Auswerteschaltung 34 bestimmt dann im Betrieb der Telefonstation 1, wenn die Schalter 6 und 7 geschlossen sind, in regclmässig oder stochastisch verteilten Zeitabständen die Eingangsimpedanz Z jc und vergleicht sie mit dem gespeicherten Wert Zj c normal- F*---** 5 *^ c Differenz Z e - Z c noπnai einen vorbestimmten Wert überschreitet, erzeugt die Auswerteschaltung 34 ein Ausgangssignal, das das öffnen der Schalter 6 und 7 bewirkt.

Hiermit sind die für das Verständnis der Erfindung wichtigen Sachverhalt« prinzipiell beschrieben. Die Messschaltung nach der Fig. 2 und die Messschaltung nach der Fig. 5, die zur Feststellung unterschiedlicher Betrugsarten ausgelegt sind, können nun in fachmännischer Art kombiniert werden, so dass die Telefonstation eingerichtet ist, verschiedene Betrugsarten zu erkennen und zu verhindern.