本发明涉及控制投币式电话机操作的改进方法及装置，尤其是，本发明涉及一种付费电话机的控制方法及装置，用于防止广为流传的偷付费电话机费所使用的伎俩，这种伎俩称之为“销针偷费”（“Pin fraud”），其结果应该使电话手机及电话机到手机的连接电缆被大量破坏的情况大大地减少。 投币式电话机或付费电话机通过由塞尖线、塞环线及地线组成的三线环路与中心局相连接。在一种惯常使用的、称之为“销针偷费”的偷费中，电话机手机中的引线被窜接使得电话存币斗不能动作，即不能收下或还出集下的硬币。此外，这种偷费建立了打市内电话所需的初始收费值。其结果是，肇事者不用投入任何硬币便可无限制地打市内电话。
此外，如果客户将硬币投入到一个“被插了针”（pinned）的电话机中，则硬币就收入到存币斗中。在一段时间以后，肇事者回到该付费电话机并取消原先为偷费所作的改动。因为这种电话机的欠费工作模式是：当未付足费时，则必须偿还在存币斗中所检测到的硬币，于是，存币斗将收到的硬币释放到还币滑槽中。肇事者取走硬币，于是就对付费电话的拥有者偷了费。因此，这种偷费既造成了电话拥有者收入的损失，同时，也引起了用户的不满及愤恨，因为当与话务员通话或在电话接通前客户已挂上电话时，客户没有得到有权得到的硬币偿还。
施行这类偷电话费所用的方法常常使付费电话机本身受到破坏。连接电缆及手机常常被肇事者搞到坏得不能修理的程度。这种器材损坏地修理从部件费和劳动力来看都是昂贵的。在大多数主要城市中;几乎每年都有成千上万的付费电话要被肇事者施行这种偷费而遭到破坏。因而希望作到：消除施行这种偷付费电话费方法的诱因来制止肇事者企图行骗，并由此使电话机免于受到破坏。
在过去，在电话机控制电路中加入一个保险丝，以使得当施行针偷费时，该保险丝即烧断，见系列号为No07/199129、申请日期为1989年5月26日、转让给本发明受让人的美国专利申请书。首先，该保险丝消除无限制地免费打电话的可能性;其次，如果当客户取下手机打电话，而保险丝已烧断时，由于他听不到拨号声就会发现该电话机不能使用。在这种情况下，客户将希望遵循操作指南而不再使用该电话;第三，也是更为重要的，如果客户不注意，在保险丝烧断后投下了硬币，硬币将退还给客户，而不会退还给肇事者，其结果是，去掉了施行这种偷费的诱因。然而，付费电话机由于保险丝被烧断而停止了工作，因而在其重新投入工作前，需要一次维修呼叫，以更换保险丝。
在美国专利No4845742中描述的另一现有技术的解决方法中，使用了一个隔离变压器隔离受话器扬声器单元，及第二个隔离变压器隔离动圈式送话器。隔离受话器扬声器单元的隔离变压器在远早于美国专利No4845742以前就被常规地应用了，例如，见GTE《投币式电话手册》，1978年8月，第25/26页第476-201-100节。同样地，隔离音频输入的隔离变压器的使用也在美国专利No4845742以前就公知了，例如，系列号No199129的美国专利申请书中图21的辅助音频输入的隔离。
使用隔离变压器的众所周知的隔离技术不能用于碳精送话器，因为这种送话器需要直流偏置才能工作。此外，在美国专利No4845742中所描述的隔离变压器的使用需要将送话器一直被隔离。为了根据系列号No199129的美国专利申请书中的指导，测试手机存在或不存在，或是调节耳机中的扬声器的音量，最好在适当的时候连接与切断送话器，而不是持久地将其隔离。
因此，本发明的一个目的在于提供一种更简单、更有成本效益的装置用以抵御销针偷费，它不需要总是有一次维修呼叫才能使付费电话机重新投入工作。
本发明的另一个目的在于提供一种抵御销针偷费的装置，它能方便地加装到所有类型的现有付费电话机上，既包括机电的也包括电子的付费电话机。
本发明的又一目的在于提供一种抵御销针偷费的装置，它能作为改型加装到现已结合了保险丝防护方法的电子付费电话机上。
正如以下要全面描述的，本发明提供防止销针偷费的方法及装置，并减少客户对付费电话不满的根源。
在系列号No07/199129、申请日期为1989年5月26日、已转让给本发明受让人的美国专利申请书所描述的先有技术电子电话机控制器中，设有电路来检测环路电流的消失，其结果是起动对某些电话操作步骤。如同在以下本发明的详细说明中将要更全面描述的，在本发明的一个实施例中，现有技术电路上增加了一个接地通路及二个继电器开关。这两个继电器开关与预先存在的塞尖线交换继电器被控制成同步操作，以便在检测出环路电流消失时，通过使手机送话器与电话机电路的其余部分切断来防止销针偷费。
其附图简述如下：
图1说明通过塞尖线、塞环线及地线与中心局相连接的投币式电话机;
图2更详细地说明图1中投币式电话机的手机对地及对控制该电话机操作的电路的电气连接;
图3为说明根据本发明用来驱动继电器线圈的驱动电路一个实施例的电路图，用以同步地控制A继电器及用来分断手机送话器的其余继电器;
图4可适用于本发明的环路电流消失检测电路;及
图5适于结合本发明使用的手机丢失检测电路。
图1表示投币式电话机2，它通过三根电话线与中心局4相连接。这些导线分别为塞尖线、塞环线及地线6、8及9。该电话机2包括一个具有口承11及耳机12的手机10，口承11及耳机12由手柄13连接。如同将要在下文中结合图2讨论的，手机10由电缆30与电话机2连接。电缆30典型地包括将口承11及耳机12连接到电话机2上的多根导线以及保护连接导线的柔性导电编织层。电话机2还包括键盘14，投币口16及还币口18。
当其未被客户使用时，手机10座落在叉簧19上，它压着弹簧加载开关20。图1画出了在开关20处于被压着或“挂机”位置上时的电话机2。当手机10从叉簧19上取下，则弹簧加载开关20不再被压着，而是处于“摘机”位置上。中心局将各种幅值及极性的交流及直流电压送到塞尖线及塞环线6及8上，当手柄10摘机后，电话机2由这些电压产生出它的操作电源。
为了打出电话，客户摘下手机10用以使开关20从被压着的位置上释放。电话机2进入摘机状态，并开始从塞尖线6及塞环线8取用电能以操作电话。客户听取拨号音，当他听到后，就将硬币投入投币口16，并利用键盘14拨他要打的号码。所拨出的号码被传送到中心局4，中心局试图接通该电话。如果电话被接通了，客户打完了电话，然后，将手机10放回到叉簧19上。当从中心局4接收到收费信号或还费信号时，用户的钱币由电话机2收下或还出。
当客户将硬币投入付费电话机后，硬币接收器将该硬币引导到电话费存币斗中。该存币斗将硬币保持在暂存状态，直到对其投放了硬币的时间周期结束为止;然后根据中心局4的指令收下硬币。
销针偷费有效地使存币斗短路，并破坏了中心局检测硬币存在及初始收费值的能力，也破坏了它控制收币及还币的功能。为了防止这种偷费伎俩的进一步扩散，这里不再提供如何实现这种偷费的详细说明。但是，大体说，肇事者将手机话筒的电源接到地线上，用以破坏中心局的检测及控制功能并施行偷费。本发明防止这种对中心局检测及控制功能的破坏，由此防止了这种偷费。
如同以前在系列号No07/199129的美国专利申请书中已经描述的，来自中心局4的变化的直流电压及交流振铃电压被电话机2解释，用以提供控制它操作的操作指令。系列号199129的美国专利申请书广泛地提供了小功率电子控制电路的细节，这里结合其作为参考。虽然本发明现在的优选实施例是结合在这篇以前的申请书（作了上述修改）中、以及在系列号_和_、申请日期与该申请书相同、已转让给本申请受让人的美国专利申请书中所示出和所描述的电路而应用的，但是，非常显然，本发明也能很容易地应用在任何付费电话机上。
图2描绘了手机10与位于投币式电话机2内部的一个接线座50的连接。电缆30包括柔性导电编织层31，它保护着使手机10与电话机2电气连接的多根导线。如图2所示，该编织层31与地连接。虽然在图2中未示出，但是电话机2机壳的其余部分也与地相连接。
在图2中还示出，包括一个送话器的口承11利用一对导线32及33分别与接线座50的第7及第8腿相连接。第7腿经由第一送话器切断开关S1与系统地相连接。第8腿经由第二送话器切断开关S2与送话器输入（MIC IN）输入端相连接。包括一个扬声器的耳机12利用两根导线34及35分别与接线座的第9及第10腿相连接。第9腿及第10腿将耳机与隔离变压器40相连接，后者控制耳机12中扬声器的输出，并使耳机12与电话机2的其余电路电气隔离。
在现在优选的实施例中，两个开关S1及S2均为继电器开关，它们是继电器K6的一部分，继电器K6的控制线圈示于图3。
图3表示本发明优选实施例附加电路的细节。塞尖线6将电源送到用来控制付费电话机求和功能的加法器控制电路42上，它包括存币斗的控制，或者将电源送到另一电话控制电路44上，视“A继电器”开关S3的位置而定。在图2及3中均示出的送话器切断开关S1及S2与A继电器开关S3同步地（或接近同步地）操作。当由中心局4提供了环路电流并被环路检测电路55（图4所示）检测到时，就使驱动电流提供到偏置晶体管Q9的导线A RELAY UP（A继电器在“上”）上，致使电流从+4V经由Q9及继电器K2和K6各自的线圈45及46，故A继电器开关S3被控制在其常开（N.O.）位置（或“上”位置）上，如图3所示。与此同时，送话器切断继电器开关S1及S2被控制在它们的常闭位置上，或“通话”位置上，这是电流流经继电器K6的线圈46中引起的。当环路电流检测电路55检测出环路电流消失时，就使驱动电流提供到连接晶体管Q10基极的导线A RELAY DOWN（A继电器在“下”）上，致使电流从+4V经由Q10及继电器K2和K6各自的线圈47及48，其结果是，A继电器S3被控制在常闭（N.C.）位置（或“下”位置）上;这时付费电话处于收币方式下，因而硬币能被收入。当A继电器S3为常闭时，送话器切断开关S1及S2均被控制在切断，致使送话器11被切断。在该功能过程中，送话器被切断的结果是：使得偷费路径从该电路中排除了，因此能使中心局的收币、还币及单据校核功能正常进行。因而，这种依赖于检测环路电流消失的转换防止了偷费。
环路电流消失是由如图4所示的电路进行检测的。虽然图4表示了现在优选的环路电路消失检测电路55，但是，应该承认，其它电路也是容易使用的。如图4所示，塞尖线6与全波整流器52相连接，该整流器由二极管D3，D4，D5及D6所组成。整流器52经由标以环路检测（LOOP DETECT）的导线连接到环路电路消失检测电路55上。当来自塞尖线6的电源消失时，环路检测电路55就在标以电源故障（POWER FAIL）的导线上产生一输出信号，以表示环路电流消失。该输出信号被连接到控制电路60上，该电路最好是系列号07/199129的美国专利申请书中所描述的类型。利用这种电路，在手机10挂机时，或者当中心局切断用以执行收币、还币或单据校核功能的环路时，就能检测出环路电流的消失。在其中任一情况下，控制电路60均在A RELAY DOWN（A继电器在“下”）导线上提供一个输出，该输出引起A继电器开关S3（图3）移动到常闭位置上，并使话筒切断开关S1及S2切断。于是，塞尖线6与加法器控制电路42相连接并且中心局4能够控制电话机2加法器的功能。同时，送话器被切断，故销针偷费路径也被切断。
因此，企图利用销针来偷电话费的肇事者再也不能无限制地打市内电话，因为除非初始收费值被检测到以外，中心局4将不允许这种电话接通。此外，当一客户偶然拿起包括本发明的电话机（该电话机虽已被试图销针偷费，但其导线尚未断开）打电话时，该电话机仍可供使用，尽管声音保真度有些损失。
因而，肇事者在一段时间后返回并不能取出已被收集在存币斗中的硬币。此外，如果肇事者已经试行用临时接地装置，例如销针进行偷费，并不会对手机造成太大损坏，只要将该销针去掉，电话机仍能返回到正常工作。最后，如果手机已被持久性破坏，这种破坏可以使用如图5中所示的电路方便地诊断出来，然后向中心局4报告。典型地，如果手机被检测为不存在已持续了一段预定的时间（例如，10秒钟），则可自动地作出手机不存在的报告。
图5描绘了用以检测手机10与付费电话机2已切断电气连接的手机检测电路50。该电路50在结构上及操作上均与申请系列号为07/199129的美国专利申请书中图22上的电路430相似。电路50与送话器11的MIC IN（话筒输入）输入端相连接，并且将其输出信号提供到控制电路60（示于图4）上。电路50检测送话器11的阻抗是否在电路上，亦即检测话筒11是存在还是不存在，而不需要外加的导线。这种检测只需很小的直流电流即可进行。如果送话器11存在的话，一个小电流从电源+VA（4伏）经由电阻R55（12.1千欧）及送话器11到地。如果出现了这个电流，则输入到门U2F的输入信号为低而其输出为高。如果话筒11被去掉，则MIC IN（话筒输入）输入端变成开路，电阻R55将门U2F的输入置成高，致使到控制电路的信号变成低，由此发出有问题的信号。
手机移开检测电路50也设有耳机12音量控制装置。在手机10中的一个按键23（示于图1）控制手机中一个与送话器11串联的开关的开与关，当通话者暂时按下该按键时，则该开关断开，因而使门U2F的输入置成高，而其输出为低。该控制电路检测到该低电压，并控制一电阻网络增加耳机12的音量。
当施行销针偷费时，开关S1及S2切断，因而切断了送话器。其结果是：手机移开检测电路50的MIC IN（话筒输入）输入端变成开路，当手机10及其连接电缆30实际上与电话机2分离开来时通常就是这样。流过电阻R55的电流很小或没有时，在标以HANDSET（手机）的导线上产生手机不存在的信号。该信号被控制电路60（图4）测出。其结果为，中心局4可以利用在申请系列号No07/199129的美国专利申请书中所说明的调制解调器获得偷费的通知，以致作出值班巡访逮住偷费的破坏者，并且必要时及时地修理电话机。
本发明的设计易于对现有机电的及电子的付费电话机作出改造。此外，本发明很易于安装在使用保险丝的付费电话机上，所以，消除了为更换保险丝所需的业务呼叫。