一种11bit流水线高速模数转换器

1

作者 黄政 蔡孟冶 姜岩峰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期561-568,共8页

为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方... 为解决流水线模数转换器(ADC)在连续工作时功耗高、电容器匹配度有限以及运算放大器大摆幅输出信号下线性度下降的问题,基于0.5μm BCD工艺,设计了一款11 bit流水线高速ADC。提出了无采样保持放大器、幅度减半和多位量化相结合的设计方法,使ADC在大摆幅信号下有足够的线性度来处理信号,同时使电容数模转换器(DAC)的匹配精度满足ADC分辨率的要求,极大地降低了对电容阵列几何参数的匹配精度要求,具有较低的功耗。采用Cadence Virtuoso设计版图,测试结果表明,芯片的微分非线性(DNL)在-0.5~+0.5 LSB范围内,有效位数(ENOB)为10.61 bit,功耗为97 mW,获得了较好的性能。 展开更多

关键词 流水线模数转换器(ADC) 幅度减半 无采样保持 线性度 多位量化 电容失配 有效位数(enoB)

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一种具有纹波消除技术的10 bit SAR ADC

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作者 李硕 蔡孟冶 姜岩峰 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第4期350-359,共10页

逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)在逐次逼近的过程中,电容的切换会使参考电压上出现参考纹波噪声,该噪声会影响比较器的判定,进而输出错误的比较结果。针对该问题,基于CMOS 0.5μm工艺,设计了一种具有纹波消除技术的10 bit SAR ADC... 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)在逐次逼近的过程中,电容的切换会使参考电压上出现参考纹波噪声,该噪声会影响比较器的判定,进而输出错误的比较结果。针对该问题,基于CMOS 0.5μm工艺,设计了一种具有纹波消除技术的10 bit SAR ADC。通过增加纹波至比较器输入端的额外路径,将参考纹波满摆幅输入至比较器中;同时设计了消除数模转换器(DAC)模块,对参考纹波进行采样和输入,通过反转纹波噪声的极性,消除参考纹波对ADC输出的影响。该设计将信噪比(SNR)提高到56.75 dB,将有效位数(ENOB)提升到9.14 bit,将积分非线性(INL)从-1~5 LSB降低到-0.2~0.3 LSB,将微分非线性(DNL)从-3~4 LSB降低到-0.5~0.5 LSB。 展开更多

关键词 模数转换器(ADC) 参考纹波消除 信噪比(SNR) 有效位数(enoB) 积分非线性(INL) 微分非线性(DNL)

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400MHz 12bit TIADC电路设计与误差校正

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作者 印茂伟 《电子技术应用》 北大核心 2008年第12期64-66,78,共4页

时域交错模数转换(TIADC)是目前高速高分辨率 ADC 设计的一种有效方案。通过一个400MHz 12bit ADC 的 PCB 设计,阐述了 TIADC 设计中的一些普遍问题,在误差分析的基础上给出一种硬软件综合校正方法。实测结果表明了设计的有效性。

关键词 时域交错模数转换 通道失配 Gram-Schmidt正交化 误差校正 有效数据位数

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一种新的高分辨率ADC有效位数测试方法 被引量：27

4

作者 邱兆坤 王伟 +1 位作者 马云 陈曾平 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期1-5,共5页

谱分析法和正弦拟合法是ADC动态特性测试的两种常用方法。但在测试信号源信噪比较低的情况下,两种方法的测试结果都存在较大的偏差。提出了一种新的ADC动态性能测试方法,该方法能较好消除信号源对测量结果的影响,使得在普通信号源下可... 谱分析法和正弦拟合法是ADC动态特性测试的两种常用方法。但在测试信号源信噪比较低的情况下,两种方法的测试结果都存在较大的偏差。提出了一种新的ADC动态性能测试方法,该方法能较好消除信号源对测量结果的影响,使得在普通信号源下可以测试高分辨率的ADC。仿真分析证明了这一测试方法的正确性。最后给出了采用该方法对一ADC系统的实测结果。 展开更多

关键词 高分辨率 A/D转换器 有效位数

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测试高分辨率ADC有效位数的HHT方法 被引量：9

5

作者 王慧 刘正士 +1 位作者 汪家慰 王勇 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2072-2076,共5页

提出一种新颖的正弦拟合法,它基于希尔伯特-黄变换(HHT)以及遍历法,从A/D转换器(ADC)输出数据中求出拟合正弦曲线的各个波形参数.和传统3参数和4参数正弦拟合法不同,它省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组.利用该方法... 提出一种新颖的正弦拟合法,它基于希尔伯特-黄变换(HHT)以及遍历法,从A/D转换器(ADC)输出数据中求出拟合正弦曲线的各个波形参数.和传统3参数和4参数正弦拟合法不同,它省去了严格选取参数初值的步骤,避免了求解非线性方程组.利用该方法,在信号源分辨率仅有7位以及含有谐波失真和噪声失真的情况下,实现了对14位ADC有效位数(ENOBs)的精确评价. 展开更多

关键词 高分辨率 A/D转换器 有效位数 HILBERT-HUANG变换 遍历法

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超低功耗逐次逼近寄存器型模数转换器的设计 被引量：7

6

作者 居水荣 魏天尧 朱樟明 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期174-181,共8页

采用逐次逼近方式设计了一个12 bit的超低功耗模数转换器(ADC)。为减小整个ADC的芯片面积、功耗和误差,提高有效位数(ENOB),在整个ADC的设计过程中采用了一种改进的分段电容数模转换器(DAC)阵列结构。重点考虑了同步时序产生电路结构,... 采用逐次逼近方式设计了一个12 bit的超低功耗模数转换器(ADC)。为减小整个ADC的芯片面积、功耗和误差,提高有效位数(ENOB),在整个ADC的设计过程中采用了一种改进的分段电容数模转换器(DAC)阵列结构。重点考虑了同步时序产生电路结构,对以上两个模块的版图设计进行了精细的布局。采用0.18μm CMOS工艺,该ADC的信噪比(SNR)为72 d B,有效位数(ENOB)为11.7 bit,该ADC的芯片面积只有0.36 mm2,典型的功耗仅为40μW,微分非线性误差小到0.6 LSB、积分非线性误差只有0.63 LSB。整个ADC性能达到设计要求。 展开更多

关键词 模数转换器(ADC) 设计技术 芯片面积 低功耗 有效位数(enoB)

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高速光模-数转换关键技术 被引量：1

7

作者 陈建平 郭攀 +1 位作者 李铭 吴龟灵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期447-451,495,共6页

采用光子学技术实现模-数(A/D)转换,可克服电子瓶颈的限制,大幅度提高采样率,满足宇宙探测、超宽带雷达等应用需求。研究了基于光纤的高速光A/D转换系统,针对被动锁模光纤激光器重复频率低的不足,提出了采用波分复用(WDM)和光时分复用(O... 采用光子学技术实现模-数(A/D)转换,可克服电子瓶颈的限制,大幅度提高采样率,满足宇宙探测、超宽带雷达等应用需求。研究了基于光纤的高速光A/D转换系统,针对被动锁模光纤激光器重复频率低的不足,提出了采用波分复用(WDM)和光时分复用(OTDM)相结合来提高采样脉冲频率的方法,阐述了其中的关键技术,实现了83.97Gs/s高速时间-波长交织光采样脉冲;分析了光纤色散对时钟抖动、进而对系统有效比特数的影响,给出了模拟计算结果;提出了减少色散影响的方法,通过自行研制的高精度机械式微拉伸器进行了色散补偿。实验结果验证了其有效性。 展开更多

关键词 光模-数转换 采样率 有效比特数

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基于嵌入式架构的井下高精度模数转换器高温测试系统设计 被引量：1

8

作者 门百永 鞠晓东 +3 位作者 乔文孝 邓林 成向阳 卢俊强 《中国石油大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期67-71,共5页

采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完... 采用主从式结构,设计一种井下模数转换器(ADC)高温测试系统。系统主机通过以太网与嵌入式前端机互联。基于ARM7-uC linux架构的前端机主要完成温度控制、供电控制及ADC测试控制等,而后续的数据处理、显示及存储等任务由高性能上位机完成。数字相敏检波算法被成功应用于ADC有效位数的快速实时计算。结果表明,测试系统可以完成高温下(175℃)ADC垂直精度、功耗的定量连续测试及失码、波形畸变等工作不稳定状态的识别,为测井仪器数据采集电路的设计、调试和性能检测提供重要的依据。 展开更多

关键词 测井仪器 高温测试 模数转换器 有效位数 嵌入式技术 网络互联 数字相敏检波

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探讨大学物理实验教学中物理常量的使用和测量结果的表示 被引量：3

9

作者 韩国华 王云才 《大学物理》 北大核心 2010年第12期45-48,共4页

指出并探讨当前大学物理实验教学尚存部分内容陈旧落后、与科学技术发展脱节以及是否采用国际、国家通用标准等问题.通过介绍基本物理常量的研究进展,建议在教学中采用国际科学技术数据委员会2006年推荐的基本物理常量;根据国内外学术... 指出并探讨当前大学物理实验教学尚存部分内容陈旧落后、与科学技术发展脱节以及是否采用国际、国家通用标准等问题.通过介绍基本物理常量的研究进展,建议在教学中采用国际科学技术数据委员会2006年推荐的基本物理常量;根据国内外学术惯例及国家标准,提出测量结果不确定度的表示方法;为避免有效数字缺乏统一的定义或引起误解,建议在实验教学中用修约间隔规定后的修约值来代替有效位数的概念,同时要引入修约间隔的概念;最后,给出了微小标准差的可忽略准则. 展开更多

关键词 基本物理常量 不确定度 有效位数 微小标准差

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一种高精度通用的数据采集系统的设计与实现 被引量：1

10

作者 王芳 殷留留 +5 位作者 李宇琛 孙昊 韩森 李春杰 韩凯 王全召 《信息技术》 2017年第7期28-31,共4页

为了保证激光干涉仪内部的压电陶瓷驱动器(PZT)能够精准地工作,PZT的驱动电路系统的有效位数必须达到12位。文中介绍了一种基于ADS1255的高精度通用的数据采集系统。如何使用高精度的ADS1255模数转换芯片,文中给出了硬件和软件设计方法... 为了保证激光干涉仪内部的压电陶瓷驱动器(PZT)能够精准地工作,PZT的驱动电路系统的有效位数必须达到12位。文中介绍了一种基于ADS1255的高精度通用的数据采集系统。如何使用高精度的ADS1255模数转换芯片,文中给出了硬件和软件设计方法并作了详细的说明。该设计以TI公司的24位∑-Δ型模数转换芯片ADS1255和16位数模转换芯片AD5062为核心,以STC公司的STC89C58RD+为控制器,采用串口通信的方式将ADS1255采集到的数据进行输出并保存。最后再通过MATLAB编程对得到的数据进行分析处理,由数据结果可得到电路系统的有效位数为13位并同时验证了数据采集系统的准确性[1-2]。 展开更多

关键词 ADS1255 AD5062 模数转换 数模转换 有效位数

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12位20MS/s流水线ADC的研制

11

作者 戴澜 刘文楷 姜岩峰 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期944-946,共3页

流水线结构是高速高精度ADC的首选。通过对流水线ADC的结构、MDAC电路进行了研究;提出新型采样保持开关;设计了12位20 MS/s采样率流水线ADC,并基于SMIC0.35μm混合CMOS工艺进行流片实现,测试结果表明,在测试仪器只有10位精度的情况下SFD... 流水线结构是高速高精度ADC的首选。通过对流水线ADC的结构、MDAC电路进行了研究;提出新型采样保持开关;设计了12位20 MS/s采样率流水线ADC,并基于SMIC0.35μm混合CMOS工艺进行流片实现,测试结果表明,在测试仪器只有10位精度的情况下SFDR=65 dB,SNDR=56 dB,SNR=56.9 dB,ENOB=9.1 bit,最后对测试结果进行分析。 展开更多

关键词 采样保持 倍乘数模转换器 流水线ADC 有效位数

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超宽带信号监测处理中关键技术研究

12

作者 朱然刚 王梅 +1 位作者 钟子发 雷迎科 《电光与控制》 北大核心 2009年第4期25-28,共4页

以瞬时带宽超过1 GHz的超宽带信号监测处理为应用背景,利用高性能FPGA和超高速ADC实现了超高速数据采集、海量数字存储的技术方案。基于此方案的终端处理系统采用软件无线电技术架构,对1 GHz超宽带信号具有实时监测处理功能、实时引导... 以瞬时带宽超过1 GHz的超宽带信号监测处理为应用背景,利用高性能FPGA和超高速ADC实现了超高速数据采集、海量数字存储的技术方案。基于此方案的终端处理系统采用软件无线电技术架构,对1 GHz超宽带信号具有实时监测处理功能、实时引导干扰能力;实验测得系统采样速率600 Msps时系统信纳比达到44 dB,有效位数为7.1b,达到了较好的实验效果。 展开更多

关键词 超高速数据采集 海量数字存储 FPGA 有效位数

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光子模数转换关键技术及其应用

13

作者 陈建平 邹卫文 +1 位作者 吴龟灵 吴侃 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1220-1225,共6页

采用新型可饱和吸收体和锁模机制,研制了低抖动高重频宽光谱飞秒光纤激光器,并实现了高性能光采样脉冲的产生.给出了时间-波长交织和时间拉伸光模数转换系统架构;阐明了通道失配产生的原因及其校正方法;研究了光模数转换在雷达和示波器... 采用新型可饱和吸收体和锁模机制,研制了低抖动高重频宽光谱飞秒光纤激光器,并实现了高性能光采样脉冲的产生.给出了时间-波长交织和时间拉伸光模数转换系统架构;阐明了通道失配产生的原因及其校正方法;研究了光模数转换在雷达和示波器等系统中应用的关键技术.实验结果表明,利用光子学高速宽带特点实现的光子模数转换器,可有效克服电子瓶颈,实现高速宽带信号的采样. 展开更多

关键词 模数转换 采样率 带宽 有效比特位

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测量数据有效数字位数的确定与运算的应用 被引量：2

14

作者 王婧 《电子产品可靠性与环境试验》 2009年第6期57-60,共4页

结合国家计量技术规范和实际应用情况,对测量数据有效数字位数的取位、计算等问题进行了深入的探讨。通过实例,对有效数字的一些概念和问题进行了论述,阐述了能够保证测量精度的测量结果有效数字位数确定、数值修约规则与运算规则等正... 结合国家计量技术规范和实际应用情况,对测量数据有效数字位数的取位、计算等问题进行了深入的探讨。通过实例,对有效数字的一些概念和问题进行了论述,阐述了能够保证测量精度的测量结果有效数字位数确定、数值修约规则与运算规则等正确方法,解决了有关数据修约与运算所带来的、影响测量结果的问题。 展开更多

关键词 有效数字 不确定度 修约 数据处理 有效位数

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一种高速ADC动态性能参数测试的新方法 被引量：3

15

作者 张永伟 《舰船电子对抗》 2014年第3期56-59,共4页

模数转换(ADC)采样电路作为模拟域到数字域的接口,实际应用非常广泛。介绍了ADC动态性能参数定义及测试方法,讨论了基于快速傅里叶变换(FFT)的频域测试法测试高速ADC动态性能参数的可行性,最后给出了实施方案和测试结果。

关键词 动态测试 动态参数 有效位数 无杂散动态范围

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导航接收机ADC性能评测方法研究

16

作者 刘洋 张攀 +1 位作者 蒙艳松 王登峰 《空间电子技术》 2016年第5期5-8,共4页

模数转换器(ADC)是导航接收机不可欠缺的组成部分,其性能的好坏对导航接收机的整体性能至关重要。提出了可用于导航接收机ADC评测的两种方法,即基于单频信号的谱分析法和基于扩频信号的解扩输出载噪比测量法,并针对导航接收机平台,制定... 模数转换器(ADC)是导航接收机不可欠缺的组成部分,其性能的好坏对导航接收机的整体性能至关重要。提出了可用于导航接收机ADC评测的两种方法,即基于单频信号的谱分析法和基于扩频信号的解扩输出载噪比测量法,并针对导航接收机平台,制定了相应的评测试验方案,进行了评测试验,通过对试验实测数据的分析处理,得出了应用两种方法进行ADC评测的评测结果,验证了评测方法的可行性,对导航接收机的设计及ADC芯片的选择都具有重要意义。 展开更多

关键词 模数转换器(ADC) 导航接收机 动态有效位(enoD) 动态性能

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最小二乘法在有效转换位数测试中的应用

17

作者 王建忠 《信息与电子工程》 2006年第4期305-308,共4页

A/D转换器广泛应用于通信和控制过程中,有效转换位数(EffectiveNumberOfBits,ENOB)是A/D转换器一个非常重要的指标。本文较为详细地介绍了非线性最小二乘法,并就非线性最小二乘法和线性二乘法在ENOB测试中的应用进行了分析。结果表明,... A/D转换器广泛应用于通信和控制过程中,有效转换位数(EffectiveNumberOfBits,ENOB)是A/D转换器一个非常重要的指标。本文较为详细地介绍了非线性最小二乘法,并就非线性最小二乘法和线性二乘法在ENOB测试中的应用进行了分析。结果表明,线性最小二乘法更适于ENOB的测试,非线性最小二乘法则适于各类谱估计。 展开更多

关键词 最小二乘法 有效转换位数 A/D转换器 采样

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一种新型的12位SAR ADC设计 被引量：4

18

作者 孙帆 黄海波 +1 位作者 卢军 陈宇峰 《电子技术应用》 2019年第11期36-41,共6页

设计了一种12位精度,200 kS/s采样率的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。针对传统的电容开关切换算法的大电容面积和高功耗,采用一种新型的电容开关切换算法,提高了转换精度,降低了功耗。此外,比较器电路采用一种全差分动态比较器和静态... 设计了一种12位精度,200 kS/s采样率的逐次逼近型模数转换器(SAR ADC)。针对传统的电容开关切换算法的大电容面积和高功耗,采用一种新型的电容开关切换算法,提高了转换精度,降低了功耗。此外,比较器电路采用一种全差分动态比较器和静态预放大比较器分时工作的方法,进一步降低了功耗。基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,对电路进行了设计和仿真。仿真结果表明,在采样率为200 kS/s时,信号噪声失真比(SNDR)为70.94 dB,有效位数(ENOB)为11.49位,功耗为22μW,优值系数(FOM)为38.2 fJ/(Conversion·step)。 展开更多

关键词 逐次逼近模数转换器 新型电容开关切换算法 分时工作比较器 有效位数

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地震数据采集器自噪声测试实验研究

19

作者 唐荣 赵立军 +3 位作者 郑淑梅 李文一 邓董建 明晓冉 《中国测试》 CAS 北大核心 2022年第S02期21-27,共7页

自噪声水平是地震数据采集器的重要性能评价指标,直接影响地震观测动态范围和数据质量。为完善相关研究,服务地震观测和仪器研发工作,该文以国内外主流地震数据采集器为研究对象,在不同实验条件下对其自噪声水平进行测试研究。结果表明... 自噪声水平是地震数据采集器的重要性能评价指标,直接影响地震观测动态范围和数据质量。为完善相关研究,服务地震观测和仪器研发工作,该文以国内外主流地震数据采集器为研究对象,在不同实验条件下对其自噪声水平进行测试研究。结果表明:数据采集器实际有效位数小于AD转换位数,需通过实际自噪声测试结果表征仪器分辨力和动态范围;仪器实际自噪声及动态范围随量程减小而减小,与采样率设置无显著关系;仪器零点漂移受温度影响较大,具体表现为温度升高,零漂量增大,对观测影响程度增加;环境温度变化主要影响仪器低频段自噪声水平,最大影响超过5 dB。以上事实,在宽频带地震观测和地震计自噪声高精度测试中需予以关注,并适当采取保温措施。 展开更多

关键词 地震数据采集器 自噪声 动态范围 有效位数 采样率 温度 零点漂移

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高精度SAR ADC电容阵列设计及校准算法

20

作者 金鹏展 丁晟 +2 位作者 黄玮 朱樟明 居水荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2023年第11期1020-1029,共10页

在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法... 在高精度逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC)中,电容阵列是SAR ADC的核心之一。电容阵列中的电容失配问题是导致转换精度降低的一个重要原因。为了尽可能改善这一问题,设计了一种6+6+6分段电容阵列,并且基于这种阵列设计了权重迭代算法的前台数字校准。该方法不需要额外的电容阵列,利用自身的电容阵列与比较器量化出电容失配,计算出每一位输出码的权重校准系数,用来对正常量化出的输出码进行编码,实现校准功能。仿真结果表明,引入电容失配的18 bit SAR ADC经过该算法校准后,信噪比(SNR)从77.6 dB提升到107.6 dB,无杂散动态范围(SFDR)从89.8 dB提升到125.6 dB,有效位数(ENOB)从12.54 bit提升到17.54 bit。在SMIC 0.18μm工艺下,该校准算法对高精度SAR ADC的动态性能具有较大提升。 展开更多

关键词 逐次逼近寄存器模数转换器(SAR ADC) 电容失配 电容阵列 校准 有效位数(enoB) 信噪比(SNR)

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