一种具有衬底温度补偿功能的非制冷红外读出电路 被引量：2

1

作者 周云 吕坚 +1 位作者 廖宝斌 蒋亚东 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期248-253,共6页

针对非制冷红外探测器系统,设计了一种无需衬底温度稳定器——热电制冷器(TEC)的读出电路(ROIC)结构.首先分析了衬底温度对微测辐射热计的特性的影响,利用ROIC对衬底温度变化引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现ROIC的输出信... 针对非制冷红外探测器系统,设计了一种无需衬底温度稳定器——热电制冷器(TEC)的读出电路(ROIC)结构.首先分析了衬底温度对微测辐射热计的特性的影响,利用ROIC对衬底温度变化引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现ROIC的输出信号与衬底无关.该ROIC已在0.5μm CMOS工艺下成功流片,并应用了到阵列大小为320×240的非制冷微测辐射热计焦平面上.测试结果表明:在衬底温度变化20 K时,ROIC输出信号仅变化2 mV,实现了去除TEC后衬底温度补偿的功能,有效地降低了系统功耗.该ROIC在低功耗,小体积的非制冷红外探测器上有着广泛的应用. 展开更多

关键词 非制冷 微测辐射热计 热电制冷器(TEC) 读出电路(roic)

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一种新型的高均匀性非制冷红外读出电路研究 被引量：2

2

作者 周云 张丽 +1 位作者 吕坚 蒋亚东 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期22-25,共4页

针对非制冷红外探测器系统,设计了一种高均匀性的读出电路(ROIC)结构。由于非制冷红外焦平面阵列中微测辐射热计的制作工艺存在偏差导致探测器输出存在非均匀性,其中列条纹尤为明显。所提出的读出电路能有效地消除列条纹、提高均匀性。... 针对非制冷红外探测器系统,设计了一种高均匀性的读出电路(ROIC)结构。由于非制冷红外焦平面阵列中微测辐射热计的制作工艺存在偏差导致探测器输出存在非均匀性,其中列条纹尤为明显。所提出的读出电路能有效地消除列条纹、提高均匀性。该ROIC已在0.5?m CMOS工艺下成功流片,并应用到阵列大小为320×240的非制冷微测辐射热计焦平面上。测试结果表明:固定图像噪声(FPN)仅为0.088V,无明显列条纹。该ROIC在高均匀性的非制冷红外探测器上有着广泛的应用。 展开更多

关键词 非制冷 微测辐射热计 非均匀性 读出电路(roic)

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1×128热释电IRFPA CMOS读出电路的研究 被引量：3

3

作者 刘成康 袁祥辉 +2 位作者 贾功贤 吕果林 黄友恕 《红外技术》 CSCD 北大核心 2002年第3期38-40,共3页

热释电红外焦平面阵列是非致冷红外焦平面阵列的主要发展方向之一 ,其读出电路是关键部件 ,属数模混合集成电路。分析了热释电读出电路的特点 ,设计原则 。

关键词 热释电 红外焦平面 CMOS 读出电路 roic 红外探测器 数模混合集成电路

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致冷型红外CMOS读出集成电路的发展现状 被引量：9

4

作者 刘成康 李兵 +1 位作者 汪涛 袁祥辉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2000年第4期39-41,46,共4页

致冷型红外读出集成电路经历了 2 0多年的发展 ,其技术已日臻完善 ,CMOS读出电路是当今读出电路的主流 ,其发展趋势是减小像元间距 ,增加焦平面阵列像元数而又不降低其光电性能。将滤波电路、A D转换等功能器件集成在同一芯片上也是读... 致冷型红外读出集成电路经历了 2 0多年的发展 ,其技术已日臻完善 ,CMOS读出电路是当今读出电路的主流 ,其发展趋势是减小像元间距 ,增加焦平面阵列像元数而又不降低其光电性能。将滤波电路、A D转换等功能器件集成在同一芯片上也是读出电路的发展方向。 展开更多

关键词 红外焦平面阵列 读出电路 CMOS 集成电路

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采用APD单光子阵列读出集成电路的红外测距技术 被引量：5

5

作者 吴金 俞向荣 +2 位作者 史书芳 郑丽霞 孙伟锋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期69-74,共6页

红外单光子探测因其超高的检测灵敏度和信噪比,有效提升了弱光检测系统的性能水平。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,提出了一种阵列型数字式红外读出电路及其应用系统的设计方法。采用由OSC多相时钟构成的低段全局共享TDC和高段像素独享TDC... 红外单光子探测因其超高的检测灵敏度和信噪比,有效提升了弱光检测系统的性能水平。基于TSMC 0.35μm CMOS工艺,提出了一种阵列型数字式红外读出电路及其应用系统的设计方法。采用由OSC多相时钟构成的低段全局共享TDC和高段像素独享TDC的两段式阵列结构,在170 MHz时钟频率下,实测获得了小于1 ns的时间分辨率和3μs的量程,并在1 k Hz的帧率下采用串行模式输出数据,经相关数据处理,最终实现测距轮廓成像的功能。 展开更多

关键词 读出集成电路 接口 时间数字转换器 光子 雪崩光电二极管

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光电传感器读出电路的参数可调控制研究 被引量：4

6

作者 詹国钟 郭方敏 +1 位作者 黄静 朱荣锦 《红外技术》 CSCD 北大核心 2008年第8期485-488,共4页

基于电容反馈互导放大器和相关双采样结构的读出电路原理,分析了电路中控制信号的时序关系,设计了参数可调的时序控制电路。应用Cadence进行电路仿真和版图设计优化,通过流片、测试,证明参数可调的时序控制电路能有效调节参数,易于控制... 基于电容反馈互导放大器和相关双采样结构的读出电路原理,分析了电路中控制信号的时序关系,设计了参数可调的时序控制电路。应用Cadence进行电路仿真和版图设计优化,通过流片、测试,证明参数可调的时序控制电路能有效调节参数,易于控制,适用于具有该读出结构的读出电路。 展开更多

关键词 电容反馈互导放大器 相关双采样 光电探测器 读出电路 时序控制电路

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基于读出电路结构的红外焦平面图像非均匀校正算法 被引量：2

7

作者 全勇 朱红 何泰诚 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期66-70,127,共6页

为了改善基于图像配准的红外焦平面迭代非均匀校正算法的性能,在此基础上提出了一种新的红外焦平面图像非均匀校正算法。首先分析了真实图像的噪声规律,利用红外焦平面的读出电路结构特性建立了噪声模型。而后分两部分对算法原理进行分... 为了改善基于图像配准的红外焦平面迭代非均匀校正算法的性能,在此基础上提出了一种新的红外焦平面图像非均匀校正算法。首先分析了真实图像的噪声规律,利用红外焦平面的读出电路结构特性建立了噪声模型。而后分两部分对算法原理进行分析,最后用仿真数据对算法的有效性给予了验证。通过与其他算法的校正结果比较,证实该算法具有收敛速度快、计算复杂度低、数据存储量小等优点。 展开更多

关键词 红外焦平面 非均匀校正 读出电路结构 最小二乘算法

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红外焦平面读出集成电路噪声分析研究 被引量：2

8

作者 李敬国 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期542-545,共4页

信噪比和动态范围是衡量红外焦平面读出电路性能的两个重要指标,读出电路的随机噪声与这两个指标直接相关。本文对红外焦平面读出电路链路里的随机噪声进行了深入分析研究,同时给出每个噪声源的理论计算方法以及整个读出链路噪声的理论... 信噪比和动态范围是衡量红外焦平面读出电路性能的两个重要指标,读出电路的随机噪声与这两个指标直接相关。本文对红外焦平面读出电路链路里的随机噪声进行了深入分析研究,同时给出每个噪声源的理论计算方法以及整个读出链路噪声的理论计算方法。最后用Matlab仿真计算出了各个电路参数对读出电路噪声的影响以及信噪比和动态范围的影响。 展开更多

关键词 读出集成电路 信噪比 动态范围 噪声分析

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一种应用于非制冷焦平面读出电路的?非线性辐射补偿型ADC设计 被引量：1

9

作者 阙隆成 杜一颖 +2 位作者 周云 吕坚 蒋亚东 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第1期26-30,36,共6页

针对非制冷红外探测器系统,设计了一种具有辐射非线性补偿功能的ADC结构。首先分析了辐射非线性对微测辐射热计的特性的影响,利用非线性单斜率ADC(Nonlinear Single-Slope ADC)对非线性辐射引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现... 针对非制冷红外探测器系统,设计了一种具有辐射非线性补偿功能的ADC结构。首先分析了辐射非线性对微测辐射热计的特性的影响,利用非线性单斜率ADC(Nonlinear Single-Slope ADC)对非线性辐射引起的微测辐射热计的特性的变化进行补偿,实现ROIC的输出信号的线性化。使用双非线性斜波发生器的模数转换较普通单斜率模数转换节省了近一半的时间,提高了探测器帧频。该ROIC已在0.5??m CMOS工艺下成功流片,并应用了到阵列大小为320×240的非制冷微测辐射热计焦平面上。测试结果表明:目标温度变化640K时,输出信号呈线性(NL=0.94%),数字码有效利用率大于96%。该ROIC在大阵列、小体积的非制冷红外探测器上有着广泛的应用。 展开更多

关键词 微测辐射热计 非线性辐射 读出电路(roic) 非线性单斜率ADC

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基于自偏置电流镜的CMOS红外焦平面读出电路 被引量：7

10

作者 李辛毅 姚素英 +2 位作者 赵毅强 陈洪钧 周航宇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期201-205,231,共6页

针对高精度红外焦平面阵列应用设计了一种具有高注入效率、大动态范围、稳定的探测器偏压、小面积和低功耗的自偏置电流镜注入CMOS读出电路。所设计的电路结构包括一种由自偏置的宽摆幅PMOS共源共栅电流镜和NMOS电流镜构成的反馈结构读... 针对高精度红外焦平面阵列应用设计了一种具有高注入效率、大动态范围、稳定的探测器偏压、小面积和低功耗的自偏置电流镜注入CMOS读出电路。所设计的电路结构包括一种由自偏置的宽摆幅PMOS共源共栅电流镜和NMOS电流镜构成的反馈结构读出单元电路和相关双采样电路。对所设计电路采用Chartered 0.35μm CMOS工艺进行了流片。测试结果显示：电路线性度达到了99%,探测器两端偏压小于1 mV。电路输入阻抗近似为0,单元电路面积为10μm×15μm,功耗小于0.4μW。电量存储能力3 108电子。测试结果表明：电路功能和性能都达到了设计要求。 展开更多

关键词 自偏置反馈电流镜 读出集成电路 红外焦平面阵列 相关双采样电路

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红外焦平面CTIA型读出电路的设计研究 被引量：6

11

作者 蔡晶晶 刘晓东 张轩雄 《上海理工大学学报》 北大核心 2017年第4期346-352,共7页

为了适应红外焦平面(IRFPA)高像素的趋势,设计出面积更小、性能更优的像元电路,选择电容反馈跨阻放大器(CTIA)作为像元电路的电路结构,在CTIA中运算放大器基于共源共栅结构,采用积分电容可选的模式来调整积分时间,并基于电路高像素的需... 为了适应红外焦平面(IRFPA)高像素的趋势,设计出面积更小、性能更优的像元电路,选择电容反馈跨阻放大器(CTIA)作为像元电路的电路结构,在CTIA中运算放大器基于共源共栅结构,采用积分电容可选的模式来调整积分时间,并基于电路高像素的需求,优化电路,减小面积.在此基础上,搭建模拟信号通路进行仿真研究,绘制版图,并进行后仿,为读出电路的正确性、可靠性提供保障.优化后的像元电路面积为18μm×18μm,可选积分电容分别为60 fF和400 fF,后仿得到的信号通路输出摆幅常温下为2.03 V,低温下为1.52 V,且低温下的积分噪声为213.6μV,满足设计需求. 展开更多

关键词 红外焦平面 读出电路 像元电路 CTIA 模拟信号通路

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AlGaN紫外探测器读出电路研究

12

作者 吉晶晶 刘万金 胡小燕 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1059-1063,共5页

设计了一款AlGaN 320×256规模紫外探测器专用读出电路。该款读出电路属于数模混合电路,其中模拟信号处理电路包含积分放大电路、采样保持电路、缓冲器及输出驱动电路,数字逻辑控制电路实现了多种用户可配置的功能。给出了理论分析... 设计了一款AlGaN 320×256规模紫外探测器专用读出电路。该款读出电路属于数模混合电路,其中模拟信号处理电路包含积分放大电路、采样保持电路、缓冲器及输出驱动电路,数字逻辑控制电路实现了多种用户可配置的功能。给出了理论分析和电路模拟仿真的结果数据及波形。采用标准0.35μm 2P3M CMOS工艺设计了电路版图,最终版图面积为11.8mm×11.1mm,并对流片后的读出电路进行了主要参数的测试和数据分析,验证了该读出电路的功能。 展开更多

关键词 ALGAN 紫外探测器 读出电路 roic CTIA

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混合像素传感器阵列外围拥塞缓解读出电路设计

13

作者 张浩楠 魏晓敏 +4 位作者 蔡耀 王佳 郑然 薛菲菲 胡永才 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2023年第4期698-706,共9页

介绍了一种混合像素传感器的外围数字读出电路,适用于高能粒子探测、生物医学成像等领域。该外围读出电路由拥塞缓解电路、持续仲裁电路与循环仲裁电路组成。分析了粒子集群的特征和不同数据路由策略对电路的影响,采用间隔n列通道共享... 介绍了一种混合像素传感器的外围数字读出电路,适用于高能粒子探测、生物医学成像等领域。该外围读出电路由拥塞缓解电路、持续仲裁电路与循环仲裁电路组成。分析了粒子集群的特征和不同数据路由策略对电路的影响,采用间隔n列通道共享存储器与持续/循环仲裁两种策略,缓解瞬时大量粒子击中时的信息损失问题。仿真结果表明,拥塞缓解电路较传统电路在200 kHz对撞频率下,数据读出能力提升43%,当传感器阵列击中比例达3%时,粒子信息损失减少23.43%。采用0.13μm CMOS工艺,64通道拥塞缓解外围数字电路的面积为219664μm^(2),对比未经拥塞缓解处理电路,数字外围电路面积减小13.26%。 展开更多

关键词 粒子探测 外围数字读出电路 资源共享 拥塞缓解 数字集成电路

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用于SiC中子探测器的幅度脉冲调制电荷灵敏模拟前端电路设计

14

作者 陈铮鎔 刘云涛 +2 位作者 方硕 魏艳茹 王颖 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1316-1321,共6页

针对SiC沟槽型中子探测器输出的极其微弱的电流脉冲信号,设计了一款专用四通道读出集成电路。每个通道由高增益高带宽电荷灵敏放大器、高阶整形电路、峰值保持和时间检测电路组成,优化了电荷灵敏放大器(CSA)反馈回路,提高了增益线性度,... 针对SiC沟槽型中子探测器输出的极其微弱的电流脉冲信号,设计了一款专用四通道读出集成电路。每个通道由高增益高带宽电荷灵敏放大器、高阶整形电路、峰值保持和时间检测电路组成,优化了电荷灵敏放大器(CSA)反馈回路,提高了增益线性度,避免了漏电流流入对基线的影响。电路能够快速响应输入信号,实现对能量和时间信息的提取。电路采用0.18μm CMOS工艺完成设计,实现了版图设计,后仿真结果表明,系统等效输入电荷范围为1.14 fC~22.35 fC,电荷转换增益为71.19 mV/fC,非线性误差在1.6%以内,等效噪声电荷为22 e^(-)。电路具有高增益高线性度的优点,能很好针对SiC沟槽型中子探测器输出电荷信号的特点,对其进行专用读出放大。 展开更多

关键词 SiC中子探测器 电荷灵敏放大器 前端读出专用集成电路 低噪声

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高动态范围红外成像技术研究进展及发展趋势 被引量：1

15

作者 粟宇路 李泽民 +4 位作者 王鑫 丁留琼 姜海 李林 杨帆 《激光与红外》 北大核心 2025年第1期10-17,共8页

随着红外技术的发展,红外相机被越来越多地应用到军事、安防、医学、农业等领域。由于红外场景具有辐射差异大的特点,为适应各种场景需要,通常要求红外相机具有高动态范围成像性能。本文介绍了近二十年来国内外公开报道的典型的高动态... 随着红外技术的发展,红外相机被越来越多地应用到军事、安防、医学、农业等领域。由于红外场景具有辐射差异大的特点,为适应各种场景需要,通常要求红外相机具有高动态范围成像性能。本文介绍了近二十年来国内外公开报道的典型的高动态范围红外成像技术的基本原理及其特点。基于当前技术的发展现状,本文也预测了高动态范围红外成像技术在今后一段时期内的发展趋势。 展开更多

关键词 红外成像 高动态范围 超帧 读出集成电路

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128×128红外焦平面阵列时序分析与温控电路设计 被引量：8

16

作者 徐隆 易新建 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期261-264,共4页

介绍了微测辐射热计的 12 8× 12 8凝视型非致冷红外热像仪的系统框图 ,论述了一种新型的红外焦平面阵列温控电路设计方案以及读出电路时序的FPGA实现方法 .该方案具有高集成度、高精度、低成本、布线简单等优点 ,为热像仪系统的研... 介绍了微测辐射热计的 12 8× 12 8凝视型非致冷红外热像仪的系统框图 ,论述了一种新型的红外焦平面阵列温控电路设计方案以及读出电路时序的FPGA实现方法 .该方案具有高集成度、高精度、低成本、布线简单等优点 ,为热像仪系统的研制开发提供了设计思想 . 展开更多

关键词 热电稳定器 非致冷红外焦平面阵列 红外热像仪 现场可编程门阵列 红外探测器 读出电路设计

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GEM探测器延迟线读出方法的模拟研究 被引量：2

17

作者 周意 李澄 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第1期174-176,194,共4页

采用MATLAB-Simulink环境下的SimPowerSystem程序,对GEM探测器的延迟线读出方法进行了模拟和计算。介绍了延迟线读出电路模型的建立方法,给出了相关的模拟和测试结果。

关键词 GEM(Gas ELECTRON Multiplier) 电路模拟 延迟线读出

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大面积GEM中子探测器高计数率读出电子学系统研制 被引量：1

18

作者 马毅超 洪鑫扬 +8 位作者 孙志嘉 周健荣 周晓娟 滕海云 周建晋 庄建 周科 史永胜 陈元柏 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1027-1033,共7页

研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求.系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm&... 研制并测试了GEM中子探测器的512通道高计数读出电子学系统,以满足中国散裂中子源高效率、高分辨、高通量二维位置灵敏中子探测器的需求.系统以Kintex-7 FPGA作为系统控制和数据分析的核心,使用8块AS20Board前端芯片对灵敏面积为200 mm×200 mm的探测器的两个维度的信号进行读出,读出通道为256×256.读出数据经FPGA分析后通过千兆以太网传输至计算机显示.计算机可通过千兆以太网发送配置指令对前端采样电路和FPGA算法进行配置.系统与探测器组装后在中子束流实验中测得系统最高瞬时计数率为(1.2±0.1)×10^6s^-1,系统运行稳定,受噪声干扰小. 展开更多

关键词 GEM中子探测器 高计数率 FPGA 读出电子学系统 数字电子电路

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一种红外焦平面阵列探测器的新型非均匀性校正电路 被引量：3

19

作者 陈力颖 王慧雯 +1 位作者 李勇 高竹梅 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1052-1056,共5页

非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。针对传统电路存在的非均匀性问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通... 非制冷红外焦平面阵列(IRFPA)读出电路由于工艺制造或受环境条件的影响在正常运行时会产生非均匀性。针对传统电路存在的非均匀性问题,设计了基于12μm像元的非均匀性校正电路,该新型非均匀校正电路采用共源共栅电流镜产生电流,并且通过调节比例电流支路输出不同比例的电流,加入放大器负反馈结构提高电流精度,对像元阵列产生的非均匀性进行补偿。在TSMC 0.18μm工艺条件下进行仿真测试,新型校正电路进行校正之后,校正电流为368 nA。积分电流为44.24 nA,积分电路(CTIA)输出电压为3.81 V,积分时间缩短为255.43 ns,在不同的温度条件下,非均匀性问题降为3%以下,输出电压更稳定,满足设计条件。 展开更多

关键词 集成电路 非均匀性校正 实验仿真 读出电路

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维特比译码的双读出回溯算法及ASIC实现

20

作者 盛世敏 刘越 吉利久 《北京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1996年第1期103-109,共7页

在分析维特比译码器回溯算法的基础上,归纳出回溯算法的规律,提出了双读出回溯(DRTB)算法。计算表明,DRTB算法在不增加硬件开销的情况下,使回溯运算速度达到原来的4倍。本文还介绍了基于DRTB算法幸存路径存储器单元(SMU)的ASIC结构和物... 在分析维特比译码器回溯算法的基础上,归纳出回溯算法的规律,提出了双读出回溯(DRTB)算法。计算表明,DRTB算法在不增加硬件开销的情况下,使回溯运算速度达到原来的4倍。本文还介绍了基于DRTB算法幸存路径存储器单元(SMU)的ASIC结构和物理设计。对半导体集成电路的测试表明,本文提出的DRTB算法及电路结构是成功的。 展开更多

关键词 维特比译码器 回溯 双读出算法 存储器 集成电路

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