高频变流器直流侧的去耦电容优化选型研究

1

作者 陈文思 宫金武 +2 位作者 查晓明 陈佳洛 潘尚智 《电源学报》 北大核心 2025年第2期274-282,共9页

变流器的开关速度和开关频率越来越高,对直流侧去耦电容也提出了更高的要求。针对开关管关断过程中电压、电流振荡带来的过电压尖峰和去耦电容损耗问题,首先建立考虑系统杂散参数的瞬态电路模型,分析开关管关断过程中过电压和去耦电容... 变流器的开关速度和开关频率越来越高,对直流侧去耦电容也提出了更高的要求。针对开关管关断过程中电压、电流振荡带来的过电压尖峰和去耦电容损耗问题,首先建立考虑系统杂散参数的瞬态电路模型,分析开关管关断过程中过电压和去耦电容电流振荡的演变过程;然后提出考虑主电路寄生参数和去耦电容等效串联电阻的损耗模型,量化分析实际工程中去耦电容选型所受的限制因素,得出去耦电容容值、损耗限制条件的优化选型方法;最后通过仿真和实验验证了所提模型和分析方法的正确性。 展开更多

关键词 开关过程 杂散参数 去耦电容 损耗模型

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去耦电容在PCB板设计中的应用 被引量：15

2

作者 徐亮 阮江军 +2 位作者 甘艳 莫付江 文武 《电测与仪表》 北大核心 2002年第4期5-8,33,共5页

在PCB板设计中应充分考虑电磁兼容方面的问题,合理地使用去耦电容在PCB板防止电磁干扰中具有重要作用,本文就去耦电容的容量及其具体应用作了较为全面、详细的叙述,同时还介绍了增强去耦电容效果的一些实用方法。

关键词 去耦电容 PCB板 电磁兼容 印刷电路板 设计

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PDN电源地平面去耦电容网络设计 被引量：7

3

作者 刘丽娟 杨兵初 +4 位作者 倪兰 张键洋 许雪梅 邓联文 曹粲 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期4088-4093,共6页

提出根据工作频段的不同分层设计去耦电容网络的思想,给出电容器去耦原理和计算方法,分析过孔和引出线等不同封装方法对去耦电容阻抗的影响。利用目标阻抗法进行10 MHz^1 GHz的频带范围内PDN的端口阻抗设计,运用目标阻抗值和自谐振点确... 提出根据工作频段的不同分层设计去耦电容网络的思想,给出电容器去耦原理和计算方法,分析过孔和引出线等不同封装方法对去耦电容阻抗的影响。利用目标阻抗法进行10 MHz^1 GHz的频带范围内PDN的端口阻抗设计,运用目标阻抗值和自谐振点确定去耦电容的种类、型号和数目。利用Ansoft SIwave工具对所设计的去耦电容网络去耦效果进行仿真模拟。仿真结果表明:电源地平面在高频下需要的电容阻抗很小,高频段的电容阻抗比低频段电容阻抗低一个数量级,但需要的去耦电容数目多达上百个。 展开更多

关键词 电源分配网络 目标阻抗法 Z参数 去耦电容

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功率变换器去耦电容参数选择与过电压预测 被引量：4

4

作者 肖芳 戈宝军 陶大军 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期14-22,共9页

功率变换器在高速开通与关断的过程中产生的电磁干扰影响系统的正常运行,提出一种基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关模块的功率变换器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声源建模方法,可以... 功率变换器在高速开通与关断的过程中产生的电磁干扰影响系统的正常运行,提出一种基于绝缘栅双极晶体管(insulated-gate bipolar transistor,IGBT)开关模块的功率变换器电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)噪声源建模方法,可以精确的预测整个传导干扰频段内的EMI噪声。分析去耦电容对电路的影响,基于IGBT模块等效电磁干扰噪声源模型来预测功率变换器产生的过电压,通过对过电压的分析选择去耦电容的参数,整个分析体现如何应用该模型进行参数选择的过程。最后,仿真和实验表明参数选择的正确性。 展开更多

关键词 绝缘栅双极晶体管开关模块 电磁干扰 预测 过电压 去耦电容 参数选择

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利用有效去耦上升时间选择去耦电容的方法 被引量：3

5

作者 刘洋 夏建强 初秀琴 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期45-50,56,共7页

传统的基于频域目标阻抗的电源分配网络设计方法忽略了电源分配网络和电流激励的瞬态特性,不能准确地表征电源分配网络的高频特性.针对该问题,在输入电流激励形式为三角电流的条件下,推导出需要添加去耦网络的电流激励上升时间的临界条... 传统的基于频域目标阻抗的电源分配网络设计方法忽略了电源分配网络和电流激励的瞬态特性,不能准确地表征电源分配网络的高频特性.针对该问题,在输入电流激励形式为三角电流的条件下,推导出需要添加去耦网络的电流激励上升时间的临界条件以及去耦电容能有效去耦的电流激励上升时间范围.通过进一步研究去耦电容最大电压噪声与上升时间和电容参数的关系,提出利用有效去耦上升时间选择去耦电容的方法.最后利用该方法对4种典型的输入激励进行电源分配网络设计.仿真结果表明,与频域目标阻抗法相比,这种方法至少可减少31.6%的电容数量. 展开更多

关键词 电源分配网络 有效去耦上升时间 去耦电容 集成电路

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基于罗朗级数的矩量匹配技术及其在去耦电容选择中的应用

6

作者 韩国兵 李征帆 毛军发 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期15-18,共4页

提出一种新型的矩量匹配技术,不同于传统的基于泰勒级数的矩量匹配,该技术基于罗朗级数展开,考虑了负幂项的作用;通过灵活选择展开阶次,可以在指定区域内或外,非常有效地逼近所给函数。本文针对电源分配系统的去耦电容选择问题,将该型... 提出一种新型的矩量匹配技术,不同于传统的基于泰勒级数的矩量匹配,该技术基于罗朗级数展开,考虑了负幂项的作用;通过灵活选择展开阶次,可以在指定区域内或外,非常有效地逼近所给函数。本文针对电源分配系统的去耦电容选择问题,将该型矩量匹配技术应用于这一领域。结果表明,利用该方法可以快速选择合适的电容大小,降低系统的端口阻抗,进而达到优化设计的目的。 展开更多

关键词 矩量匹配技术 罗朗级数展开 供电系统 去耦电容 阻抗特性

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基于去耦电容的直流开关电源谐振影响因素及优化研究 被引量：4

7

作者 廖贵文 姜永正 +2 位作者 彭延峰 胡亚凡 何宽芳 《现代电子技术》 2022年第14期35-39,共5页

直流开关电源作为直流配电系统的源头,确保其具有优良的谐振响应是直流供电系统具备高精度、高可靠性的关键。因此,文中以直流供电系统开关电源为研究对象,提出一种基于去耦电容的印制板(PCB)谐振响应的优化方法。首先,建立含去耦电容... 直流开关电源作为直流配电系统的源头,确保其具有优良的谐振响应是直流供电系统具备高精度、高可靠性的关键。因此,文中以直流供电系统开关电源为研究对象,提出一种基于去耦电容的印制板(PCB)谐振响应的优化方法。首先,建立含去耦电容的谐振有限元模型,并计算获取不同谐振频率下印制板(PCB)电压分布和阻抗参数;然后通过对比分析研究去耦电容容值对印制板(PCB)电压分布和阻抗的影响,确定去耦电容的有效最优容值。结果表明:在板上放置一定数量的去耦电容可以抑制电路板本身特有的谐振特性,谐振频率点附近的阻抗最大降低20.93%;并且在不同频率下,放置的去耦电容的有效容值精度范围是有差异的,在低频段时,去耦电容的有效容值的选取精度范围较大,随着频率逐渐增加,有效容值的选取精度范围变窄。研究结果可为抑制直流开关电源的谐振、降低电路板阻抗提供一种方法,为电源分配网络(PDN)提供一个稳定的电磁工作环境。 展开更多

关键词 直流开关电源 谐振响应 去耦电容 电源分配网络 PCB电路 阻抗 谐振仿真

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基于预布去耦电容的片上电源噪声抑制策略 被引量：1

8

作者 高成振 马永飞 +1 位作者 孙战先 柯希明 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期56-61,共6页

去耦电容是抑制电源噪声的有效方法,为平衡去耦电容插入量与去耦电容泄漏功耗,提出一种新的预布去耦电容策略,以抑制电源噪声。在芯片物理设计的布局布线阶段之前,预先均匀地插入一定数量的去耦电容,以优化去耦电容布局并改善电源噪声... 去耦电容是抑制电源噪声的有效方法,为平衡去耦电容插入量与去耦电容泄漏功耗,提出一种新的预布去耦电容策略,以抑制电源噪声。在芯片物理设计的布局布线阶段之前,预先均匀地插入一定数量的去耦电容,以优化去耦电容布局并改善电源噪声。实验结果表明,采用该策略后,仅增加1%的去耦电容插入量,能够减小7. 2%的瞬态电压降,且当预布的去耦电容面积占芯片总面积的4%～6%时,能够取得较好的噪声抑制效果。 展开更多

关键词 去耦电容 电源完整性 电源噪声 片上 预布

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集成DTC的埋入硅桥式扇出型封装的去耦设计

9

作者 李雨兴 陈天放 +1 位作者 李君 戴风伟 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第11期1016-1022,共7页

对于供电网络面临的电源完整性挑战,采用一种集成深槽电容(DTC)的埋入硅桥式扇出型封装结构,以改善其供电性能。介绍了硅桥芯片和DTC的制作工艺以及DTC与埋入硅桥芯片的连接方式,并对硅桥芯片、DTC分别进行仿真,以验证DTC的去耦效果。... 对于供电网络面临的电源完整性挑战,采用一种集成深槽电容(DTC)的埋入硅桥式扇出型封装结构,以改善其供电性能。介绍了硅桥芯片和DTC的制作工艺以及DTC与埋入硅桥芯片的连接方式,并对硅桥芯片、DTC分别进行仿真,以验证DTC的去耦效果。进一步研究了集成DTC的埋入硅桥式扇出型封装、在基板背贴硅电容的扇出型封装和无去耦电容的扇出型封装3种方案对电源分配网络(PDN)阻抗的去耦效果。通过对比3种方案的仿真结果,发现埋入硅桥式扇出型封装结构的自阻抗值和转移阻抗值较在基板背贴硅电容的扇出型封装结构分别低74%和95%,较无去耦电容的扇出型封装结构分别低91%和97%。 展开更多

关键词 硅桥芯片 深槽电容(DTC) 埋入硅桥式扇出型封装 电源分配网络(PDN) 去耦电容

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电容在EMC设计中的应用技巧 被引量：3

10

作者 周胜海 王林 李长庚 《现代电子技术》 2004年第18期1-3,共3页

电容是 EMC设计中应用最广泛的元件之一。实践表明 :在 EMC设计中 ,恰当选择与使用电容能解决许多 EMI问题。但是 ,若电容的选择或使用不当 ,则可能根本达不到预期的目的 ,甚至会加剧 EMI程度。根据 EMC设计原理和不同结构电容的特点 ,... 电容是 EMC设计中应用最广泛的元件之一。实践表明 :在 EMC设计中 ,恰当选择与使用电容能解决许多 EMI问题。但是 ,若电容的选择或使用不当 ,则可能根本达不到预期的目的 ,甚至会加剧 EMI程度。根据 EMC设计原理和不同结构电容的特点 ,结合相关研究的新进展 ,针对电容在 EMC设计中的一些不恰当的认识与做法 ,讨论了电容在 EMC设计中的应用技巧。对 展开更多

关键词 EMC 去耦电容 EMI 电磁兼容 电源滤波器

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基于去耦半径理论的电源分配网络去耦方法

11

作者 李学平 刘永勤 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期86-90,共5页

针对高速数字系统设计过程中电源分配网络去耦电容安装位置难以确定,安装方法缺乏标准的问题,提出基于去耦半径理论的电源分配网络去耦方法。该方法解决了去耦电容安装距离的定量计算问题,为工程实践中去耦电容的安装提供了标准参考。... 针对高速数字系统设计过程中电源分配网络去耦电容安装位置难以确定,安装方法缺乏标准的问题,提出基于去耦半径理论的电源分配网络去耦方法。该方法解决了去耦电容安装距离的定量计算问题,为工程实践中去耦电容的安装提供了标准参考。验证表明:基于本文提出的去耦方法,高速通信电路板原有谐振被很好抑制,去耦效果显著,该方法对高速数字电路设计具有较高理论指导意义。 展开更多

关键词 电源分配网络 去耦电容器 去耦半径 过孔放置优化

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高速PCB板谐振仿真与分析 被引量：6

12

作者 孟晶 俞能杰 《现代电子技术》 2014年第10期144-146,149,共4页

谐振是电源完整性一大问题,PCB电源平面间谐振振幅过大,会导致电源分配系统(PDS)工作异常,甚至成为EMI辐射源,故在PCB详细设计阶段需开展谐振仿真分析并消除谐振,从而提高设计成功率。为消除谐振,首先利用SIWAVE软件对电源地平面间谐振... 谐振是电源完整性一大问题,PCB电源平面间谐振振幅过大,会导致电源分配系统(PDS)工作异常,甚至成为EMI辐射源,故在PCB详细设计阶段需开展谐振仿真分析并消除谐振,从而提高设计成功率。为消除谐振,首先利用SIWAVE软件对电源地平面间谐振情况进行仿真分析,找出谐振点,然后合理选用布局去耦电容,消除400 MHz以下频段谐振影响。通过调整PCB叠层及层间距消除400 MHz以上频段谐振影响。通过实例仿真分析,依据工程经验,实现了快速估算去耦电容的计算方法,并证明了其正确性。 展开更多

关键词 电源完整性 谐振 SIWAVE仿真分析 去耦电容

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PCB高速电路的抗电磁干扰设计 被引量：2

13

作者 曹安照 田丽 《兵工自动化》 2003年第4期32-32,共1页

使用EDA技术设计高速电路PCB所产生的电磁干扰,可通过如下方法抑制。选用低频电路芯片降低噪声。应用高精度稳态电源提高供电质量。串接终端电阻减小信号反射。加载滤波器减小信号传输过程的畸变。缩短高频器件间连线减小信号线间交叉... 使用EDA技术设计高速电路PCB所产生的电磁干扰,可通过如下方法抑制。选用低频电路芯片降低噪声。应用高精度稳态电源提高供电质量。串接终端电阻减小信号反射。加载滤波器减小信号传输过程的畸变。缩短高频器件间连线减小信号线间交叉干扰。分区布局强/弱电和数字/模拟等电路消除元器件间干扰。正确处理电源线和地线消除地环路干扰和公共阻抗。采用去耦电容消除高频干扰。 展开更多

关键词 EDA 高速电路 PCB 电磁干扰 抗干扰设计 噪声 供电质量 信号反射 去耦电容

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抑制PCB电磁辐射干扰的设计 被引量：5

14

作者 吴冬燕 《电子测量技术》 2010年第10期13-15,共3页

针对现在PCB的多层化、器件的集成化、高速化,ΔI噪声成为共模辐射的主要来源。本文提出了如何采用阻尼电阻抑制PCB差模辐射;合理利用去耦电容器,应用多个电容并联的方式,并充分考虑PCB的层间电容,实现PCB共模辐射的抑制。

关键词 阻尼电阻 ΔI噪声 去耦电容器

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多层高速PCB中参考平面转换的信号完整性问题研究 被引量：6

15

作者 朱文龙 钟龙平 +1 位作者 廖乐平 陈文芗 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期627-630,共4页

在具有完整电源/地平面的多层印制电路板(PCB)中,其中的两层或多层金属层可能会形成有害的谐振腔,并影响系统的信号完整性.首先给出这种谐振腔的简化解析模型和基于时域有限差分(FDTD)算法的数值模型.利用数值模型研究参考平面转换时谐... 在具有完整电源/地平面的多层印制电路板(PCB)中,其中的两层或多层金属层可能会形成有害的谐振腔,并影响系统的信号完整性.首先给出这种谐振腔的简化解析模型和基于时域有限差分(FDTD)算法的数值模型.利用数值模型研究参考平面转换时谐振模式、通孔方式、去耦电容对信号传输质量的影响.结果表明,多层PCB中信号完整性与谐振腔的场分布和通孔位置密切相关;去耦电容并不能提高信号质量,而是会引入更多的谐振点. 展开更多

关键词 高性能计算机系统 信号完整性 谐振模式 去耦电容

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基于MSP430系列单片机的电子配料控制器设计 被引量：6

16

作者 张娟梅 宁永海 郭彦伟 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2005年第1期40-43,共4页

介绍一种电子配料控制器的设计方案,该电子配料控制器以TI公司的MSP430F149单片机为控制核心,集成了电源模块,放大器及输入输出驱动模块,通信模块,键盘和显示模块等,并针对单片机抗干扰性能较弱的特点,不仅采用光电耦合技术、加接去耦... 介绍一种电子配料控制器的设计方案,该电子配料控制器以TI公司的MSP430F149单片机为控制核心,集成了电源模块,放大器及输入输出驱动模块,通信模块,键盘和显示模块等,并针对单片机抗干扰性能较弱的特点,不仅采用光电耦合技术、加接去耦电容以及合理布线的硬件抗干扰设计,而且采用看门狗技术和数字滤波技术等软件抗干扰技术。该设计方案的特点是控制器整体结构紧凑,体积小,功耗低,操作灵活方便,使用安全可靠。 展开更多

关键词 MSP430系列单片机 键盘 软件抗干扰 看门狗 配料控制 硬件抗干扰 紧凑 放大器 TI公司 去耦电容

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基于EMI分析的数模混合PCB设计 被引量：2

17

作者 李小荣 张涛 王健 《机电工程》 CAS 2010年第5期115-119,共5页

数模混合印制电路板(PCB)设计的重点和难点是电磁干扰(EMI)抑制。针对这一问题,从数模混合PCB中EMI产生的原因出发,分析了如何从干扰源和耦合路径方面解决数模混合PCB中的EMI问题,总结了混合电路PCB的设计原则,通过工程实践给出了综合... 数模混合印制电路板(PCB)设计的重点和难点是电磁干扰(EMI)抑制。针对这一问题,从数模混合PCB中EMI产生的原因出发,分析了如何从干扰源和耦合路径方面解决数模混合PCB中的EMI问题,总结了混合电路PCB的设计原则,通过工程实践给出了综合运用设计规则与SIwave仿真工具进行混合PCB设计的方法与步骤。实践结果证明,基于EMI分析的数模混合PCB设计方法可行且高效。 展开更多

关键词 数模混合 印制电路板 电磁干扰 去耦电容 SIwave

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双通道任意波形发生器信号间耦合问题的研究 被引量：3

18

作者 卢炜 黄光明 《电子测量技术》 2016年第4期9-12,41,共5页

针对双通道任意波形发生器信号间相互干扰导致输出波形严重失真的问题,本文从板级电源完整性和信号完整性出发,采用目标阻抗法重新设计系统的去耦电容网络,使电源阻抗在整个工作频率范围内都达到设计要求,进而使电源噪声控制在可接受范... 针对双通道任意波形发生器信号间相互干扰导致输出波形严重失真的问题,本文从板级电源完整性和信号完整性出发,采用目标阻抗法重新设计系统的去耦电容网络,使电源阻抗在整个工作频率范围内都达到设计要求,进而使电源噪声控制在可接受范围内,使用Polar SI9000设计合理的层叠结构和线宽线距使信号线满足可控阻抗传输线要求。利用Cadence Sigrity 16.6仿真软件对所设计的系统进行仿真模拟,最后在硬件平台上测试,测试结果表明,第一版系统中出现的两路信号通道相互干扰问题得到解决,很好的改善了输出波形信号质量。 展开更多

关键词 信号耦合 电源完整性 目标阻抗法 去耦电容

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供电网络中电压转换器及电压噪声优化方案 被引量：6

19

作者 王璐 王磊磊 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期124-131,共8页

为了降低集成在片上供电网络中的开关电容电压转换器的转换功耗和负载端的电压噪声,提出一种优化方案来优化开关电容电压转换器的转换电容和去耦电容两者间的电容资源分配。通过建立和求解不等式约束非线性规划问题,获得了转换电容和去... 为了降低集成在片上供电网络中的开关电容电压转换器的转换功耗和负载端的电压噪声,提出一种优化方案来优化开关电容电压转换器的转换电容和去耦电容两者间的电容资源分配。通过建立和求解不等式约束非线性规划问题,获得了转换电容和去耦电容共享电容资源的最优分配,有效地降低了电压转换器的转换功耗和电压噪声之和。实验结果表明,转换电容和去耦电容的组合优化方法能够将转换功耗和电压噪声之和降低约11%~28%。对于更大规模的供电网络,该优化方案能够有效地降低电压转换功耗和负载端的电压噪声。 展开更多

关键词 供电网络 电压转换 电压噪声 去耦电容 非线性规划

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SCA型高速通用数字信号处理模块设计 被引量：2

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作者 芶冬荣 张道萍 +1 位作者 柴小丽 杨影 《计算机工程》 CAS CSCD 2013年第6期66-71,共6页

根据软件通信体系结构对数字信号处理模块通用性、灵活性以及功能软件化、软件动态加载的要求,采用可编程器件构建模块,实现中频以下高速信号的数据处理与传输功能。该模块采用AD/DA实现高中频信号模数变换,通过现场可编程门阵列(FPGA)... 根据软件通信体系结构对数字信号处理模块通用性、灵活性以及功能软件化、软件动态加载的要求,采用可编程器件构建模块,实现中频以下高速信号的数据处理与传输功能。该模块采用AD/DA实现高中频信号模数变换,通过现场可编程门阵列(FPGA)实现逻辑简单、实时性强的混频、滤波处理,通过数字信号处理器(DSP)实现复杂的信号处理及信道编解码处理,利用通用处理器实现复杂而灵活的控制管理以及动态加载DSP和FPGA的功能。在印刷电路板设计阶段,分析电容去耦、阻抗匹配、信号串扰等影响高速信号质量的因素,并提出解决方法。仿真结果表明,所设计的数字信号处理模块可以满足应用需要。 展开更多

关键词 软件无线电 硬件通用化 可编程器件 高速数字系统 电容去耦 阻抗匹配

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