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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：3
1
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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一种高速全差分输出线列型读出电路设计方法 被引量：1
2
作者 王静 孟令伟 +2 位作者 刘伟 李冬冰 李敬国 《激光与红外》 北大核心 2025年第2期239-242,共4页
红外探测器发展进入第三代后,以大面阵、长线列应用为典型代表,其中长线列通常使用拼接结构实现。对于参与拼接的单片电路规模也在不断的扩展、行频不断的提升。阵列规格的增加带来信号传输链路延长,行频提升对读出速率提出新的要求,这... 红外探测器发展进入第三代后,以大面阵、长线列应用为典型代表,其中长线列通常使用拼接结构实现。对于参与拼接的单片电路规模也在不断的扩展、行频不断的提升。阵列规格的增加带来信号传输链路延长,行频提升对读出速率提出新的要求,这些还必须考虑探测器的低温应用,要求读出电路提出更加合理有效的应对措施。本文探索了一种新的输出机制,针对长线列的应用,可以通过全差分输出抑制传输噪声,同时差分模块转换模块独立于探测器主芯片,在不影响芯片整体热耗的前提下,显著的提升读出速率。依赖于这种设计,线列读出速率提升至20 MHz,对于1 k的规模,行频达到19 kHz。 展开更多
关键词 线列读出电路 全差分输出 信号转换 拼接电路
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一款适用于高速读出电路的锁相环设计
3
作者 方凯 董瑞清 李敬国 《激光与红外》 北大核心 2025年第3期388-394,共7页
随着红外探测器系统读出电路的数字化发展,读出电路为保证数字信号的运算、传输和存储等处理的正确进行,对时钟信号的要求越来越高。本文基于综合性能良好的电荷泵锁相环结构设计了一款高速时钟信号产生电路,实现在晶振输入20 MHz参考... 随着红外探测器系统读出电路的数字化发展,读出电路为保证数字信号的运算、传输和存储等处理的正确进行,对时钟信号的要求越来越高。本文基于综合性能良好的电荷泵锁相环结构设计了一款高速时钟信号产生电路,实现在晶振输入20 MHz参考时钟信号的条件下,锁相环快速锁定并稳定输出一个640 MHz低噪声高速时钟信号。本设计基于SMIC0.18μm工艺,仿真结果表明:在电源电压1.8 V下,总功耗小于5 mW,锁相环锁定后的控制电压纹波保持在500μV以内,锁定时间为4μs,相位噪声小于-99 dBc/Hz@1MHz,时钟抖动小于5 ps。 展开更多
关键词 roic 电荷泵锁相环 高速时钟信号
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基于虚拟仪器的IRFPA ROIC参数测试系统 被引量：1
4
作者 贾功贤 袁祥辉 +1 位作者 刘成康 汪涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2001年第5期288-290,共3页
读出电路是红外焦平面器件研究的关键技术之一 ,作者研制出一种基于虚拟仪器的读出电路参数测试系统。该系统运行稳定、可靠、测试精度高 ,有完整的软硬件环境 ,可以测试各种读出电路。
关键词 虚拟仪器 红外焦平面阵列 读出电路 复杂可编程逻辑器件 测试系统
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利用虚拟仪器测试128×128热释电IRFPA ROIC参数 被引量：1
5
作者 薛联 袁祥辉 +1 位作者 吕果林 黄友恕 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期163-166,共4页
利用热释电红外焦平面阵列(IRFPA)进行红外成像是非制冷红外成像的主要技术途径之一,虚拟仪器技术的应用对新型器件的研制起到了积极的推动作用。采用基于虚拟仪器技术的IRFPA读出电路(ROIC)的参数测试系统,对新研制的128×128热释... 利用热释电红外焦平面阵列(IRFPA)进行红外成像是非制冷红外成像的主要技术途径之一,虚拟仪器技术的应用对新型器件的研制起到了积极的推动作用。采用基于虚拟仪器技术的IRFPA读出电路(ROIC)的参数测试系统,对新研制的128×128热释电ROIC进行了测试,获得了不同IC硅圆片上的ROIC芯片的主要参数,其中直流放大倍数Gdc≈10×,不均匀性NU<4.5%,动态范围Dr>64dB。测试系统具有良好的扩展性,为获得清楚的128×128热释电红外热像提供了技术支持。 展开更多
关键词 读出电路 参数测试 虚拟仪器 热释电 红外焦平面阵列
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新型低功耗320×288 IR ROIC中列读出级的设计 被引量：1
6
作者 刘丹 鲁文高 +2 位作者 陈中建 吉利久 赵宝瑛 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期67-71,共5页
介绍了320×288红外(IR)读出电路(ROIC)中列读出级的低功耗设计。采用新型的主从两级放大的列读出结构和输出总线分割技术相结合。其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器完成对输出总线的驱动来满足一定的读出速度,总线分割是... 介绍了320×288红外(IR)读出电路(ROIC)中列读出级的低功耗设计。采用新型的主从两级放大的列读出结构和输出总线分割技术相结合。其中主放大器完成电荷到电压的转换,从放大器完成对输出总线的驱动来满足一定的读出速度,总线分割是把320列分组来减少输出总线上的负载电容。通过spice的仿真可以发现,与传统的列读出级相比,这种新型结构的功耗由原来的47mW降到了现在的6·74mW,节省了80%以上的功耗。 展开更多
关键词 红外读出电路 低功耗 主从两级放大 输出总线分割
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适用于像素CZT辐射探测器ROIC的高精度S/H电路(英文) 被引量：1
7
作者 潘银松 李向全 +1 位作者 汪瑛 张流强 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1261-1265,共5页
为了提高像素CZT辐射探测器读出电路的精度,用Cadence的Spectre工具基于GSMC0.18μm工艺模型模拟仿真,设计了一种适用于像素CZT辐射探测器读出电路的高精度双相采样保持电路。首先,用两个电流脉冲信号源建立了前置放大器的输出信号模型... 为了提高像素CZT辐射探测器读出电路的精度,用Cadence的Spectre工具基于GSMC0.18μm工艺模型模拟仿真,设计了一种适用于像素CZT辐射探测器读出电路的高精度双相采样保持电路。首先,用两个电流脉冲信号源建立了前置放大器的输出信号模型,它包括高频噪声和幅度为0.28mV有用信号。然后,设计了一个用于高精度采样保持电路的高性能运算放大器。经过模拟仿真得到其共模输入范围为0.6～1.4V,直流增益为74～80dB,相位裕度大于60°。最后完成了高精度双相采样保持电路的设计,仿真结果显示它能很好的跟随输入信号的形状并且能在信号幅度达到相对误差为0.35%的采样保持精度。 展开更多
关键词 像素CZT探测器 读出电路 运放 采样保持电路
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640×512动态视觉红外焦平面读出电路的数字处理及可视化方法研究
8
作者 王政 梁清华 +2 位作者 向昊晟 卢天 丁瑞军 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期122-131,共10页
红外焦平面探测器正朝着更大规模、更高帧频、更高集成度的方向发展,这势必带来数据量的急剧增长。动态视觉传感器(Dynamic Vision Sensor,DVS)是一种新型的基于事件触发的视觉感知技术,能够捕捉快速运动物体和瞬间变化的场景细节,具有... 红外焦平面探测器正朝着更大规模、更高帧频、更高集成度的方向发展,这势必带来数据量的急剧增长。动态视觉传感器(Dynamic Vision Sensor,DVS)是一种新型的基于事件触发的视觉感知技术,能够捕捉快速运动物体和瞬间变化的场景细节,具有高动态范围、低延时、数据稀疏、冗余数据少的特点。文中设计了基于红外事件探测器件的数字处理电路及其可视化方法,实现对640×512读出电路事件的数字读出。相较于传统采用仲裁树进行行列仲裁的方式,该设计采用轮询仲裁算法配合仅行仲裁和数据压缩的逻辑实现了对事件的处理,具有仲裁时间短,事件传输效率高的优点,同时具有面向大面阵的可拓展性。采用28 nm制程的FPGA开发板对行为级代码进行验证,同时使用BRAM资源对事件数据按照时间累积,通过HDMI接口高速读出,具象化显示事件成像结果。文中设计等效帧率高于千帧,传输数据吞吐量达0.36 Geps。 展开更多
关键词 动态视觉传感器 红外焦平面 读出电路 轮询仲裁 事件可视化
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基于PCI的ROIC测试用数据采集系统
9
作者 胡旭 潘银松 +1 位作者 张文普 袁祥辉 《红外技术》 CSCD 北大核心 2002年第5期30-33,共4页
设计了基于PCI总线的ROIC测试数据采集系统 ,在该系统上实现了帧缓存 ,从而更好地连接微机系统慢速的外围电路和高速的PCI接口 ;
关键词 roic 数据采集 PCI总线 帧缓存 红外焦平面器件
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是否采用债务融资取决于ROA还是ROIC 被引量：2
10
作者 曾海花 《财会月刊》 北大核心 2018年第4期104-107,共4页
债务融资是企业比较青睐的融资方式,但是企业最终是否选择债务融资取决于经营活动的获利能力。大部分会计教材采用ROA指标对经营活动的获利能力进行衡量,也有部分教材采用ROIC指标。研究发现,采用ROA指标进行决策会出现结论矛盾甚至错... 债务融资是企业比较青睐的融资方式,但是企业最终是否选择债务融资取决于经营活动的获利能力。大部分会计教材采用ROA指标对经营活动的获利能力进行衡量,也有部分教材采用ROIC指标。研究发现,采用ROA指标进行决策会出现结论矛盾甚至错误的结果,因此进一步推导发现企业经营活动的获利能力不仅包括ROA,还包括由经营活动驱动的经营性负债对企业的贡献,即经营活动获利能力应该采用ROIC指标衡量,最终得出企业是否采用债务融资应该根据ROIC指标进行决策的结论。 展开更多
关键词 债务融资 ROA roic ROE
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天文应用红外焦平面读出电路研究 被引量：3
11
作者 梁清华 魏彦峰 +2 位作者 陈洪雷 郭晶 丁瑞军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期55-67,共13页
成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的... 成功设计了一款天文应用的640×512短波红外焦平面读出电路。由于红外天文观测具有极低背景辐射、光子通量低的特点,为了实现探测器的高信噪比,需要降低器件的暗电流和电路噪声。电路采用有效的功耗管理策略,在保证电路正常工作的前提下尽可能地降低电路功耗以减小电路辉光对器件暗电流的影响。同时,研究非破坏性读出的数字功能,实现了超长的积分时间和信号的多帧累积,并作为一种斜坡采样的策略有效地降低读出噪声。短波HgCdTe焦平面的测试结果符合理论设计预期,开启电路非破坏性读出功能,设置6 000 s的积分时间,当电路功耗调低至14.04 mW时暗电流为0.9 e-·pixel^(-1)·s^(-1)。读出噪声在两档增益下分别为50 e-(10 fF)和27 e-(5 fF),非线性度低于0.1%。 展开更多
关键词 红外天文观测 红外焦平面读出电路 低功耗 非破坏性读出 读出噪声
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基于奇偶行分时复用的CTIA读出电路
12
作者 王熙远 程禹 +3 位作者 申人升 常玉春 汪家奇 熊波涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1714-1718,共5页
本文介绍了一种应用于短波红外焦平面阵列的高动态范围读出电路。输入级采用电容跨阻放大器结构。通过分时复用奇偶行中像素运放作为比较器,实现各像元的转换增益可单独切换并根据背景辐射自适应调整,像素中的积分电容、采保电路、源跟... 本文介绍了一种应用于短波红外焦平面阵列的高动态范围读出电路。输入级采用电容跨阻放大器结构。通过分时复用奇偶行中像素运放作为比较器,实现各像元的转换增益可单独切换并根据背景辐射自适应调整,像素中的积分电容、采保电路、源跟随器等模块由奇偶像素共用既节省面积又提高了像素设计的自由度。该结构在不增加像素面积情况下,增大了满阱容量,降低了等效噪声电荷,提高了动态范围。读出电路像素阵列大小为64×64,像素间距为30μm。仿真结果表明读出电路的噪声电荷为57.8e-,满阱容量为12.5Me-,动态范围为106dB,读出速率达10MHz。 展开更多
关键词 电容跨阻放大器 读出电路 红外焦平面阵列 自选电容 分时复用
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具有自定义开窗功能的读出电路数字模块研究
13
作者 姜羽 梁清华 丁瑞军 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1719-1724,共6页
自定义开窗通过重构图像分辨率从而提高读出帧频,是大规模红外焦平面应用中实现感兴趣区域观察及特殊区域检测的重要技术。基于半定制设计流程,本文提出了一种具有自定义开窗功能的读出电路数字模块,该模块在五个外部输入信号的控制下,... 自定义开窗通过重构图像分辨率从而提高读出帧频,是大规模红外焦平面应用中实现感兴趣区域观察及特殊区域检测的重要技术。基于半定制设计流程,本文提出了一种具有自定义开窗功能的读出电路数字模块,该模块在五个外部输入信号的控制下,实现积分时间调控、工作模式切换、任意开窗、防溢出的功能,具有易于扩展、控制简单、操作灵活的优点。针对传统译码电路产生的竞争冒险现象,提出行级脉宽可调选通信号设计及列级多端口读出的解决方案,进一步提高了电路的可靠性。仿真结果表明,整个设计能够正常实现自定义开窗功能,适用于大规模红外焦平面阵列。 展开更多
关键词 自定义开窗 读出电路 半定制设计流程 数字模块 竞争冒险
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高光谱应用的带可调复位时间CDS的低噪声红外焦平面读出电路
14
作者 吴双 梁清华 +1 位作者 陈洪雷 丁瑞军 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期268-278,共11页
低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求。相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构。本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声。采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640... 低辐射量的高光谱应用对红外焦平面读出电路(ROIC)提出了低噪声的设计要求。相关双采样(CDS)是常用的减少噪声的结构。本文通过调节钳位和采样保持之间的时间间隔来改进CDS,可灵活消除低频噪声。采用180 nm CMOS工艺设计和制造了640×512规模、15μm像元中心距的读出电路。输入级集成了低噪声CTIA与本文提出的可调复位时间CDS(AICDS),所设计的时序产生器使CDS复位时间可以延长0~270个时钟周期。通过延长复位时间减少这个时间间隔,噪声电子数可以由39 e^(-)减少到18.3 e^(-)。SPECTRE仿真结果和实验测试结果证实了提出的AICDS结构可以提升高光谱应用读出电路的噪声性能,因此可以广泛应用。 展开更多
关键词 高光谱成像 读出电路 可调时间间隔 CTIA CDS 低噪声
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一种基于高精度列级ADC的读出电路设计实现
15
作者 李敬国 丁熠 王京飞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期1725-1729,共5页
本文介绍了一种基于列级ADC的读出电路设计实现。该读出电路阵列规格为640×512,间距为15μm,列级数字化ADC结构采用三阶增量式Sigma-DeltaADC结构,其量化分辨率为16位,读出电路最大帧频为240Hz,最大功耗250mW,输出方式采用LVDS方式。
关键词 读出电路 列级ADC ΔΣADC
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1×128热释电IRFPA CMOS读出电路的研究 被引量：3
16
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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碲镉汞红外焦平面器件技术进展 被引量：22
17
作者 丁瑞军 杨建荣 +7 位作者 何力 胡晓宁 陈路 林春 廖清君 叶振华 陈洪雷 魏彦锋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期85-91,共7页
近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技... 近十年碲镉汞第二代红外焦平面探测器应用呈现爆发式增长,也是第三代焦平面技术快速发展的十年。文中对近十年来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了简单的回顾,并结合碲镉汞红外焦平面探测器的应用,对在碲镉汞红外焦平面探测器技术方面的研究工作和工程应用进行了总结,最后,对未来碲镉汞红外焦平面探测器技术的发展进行了展望。 展开更多
关键词 红外焦平面 碲镉汞 分子束外延 液相外延 读出电路
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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
18
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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InGaAs近红外线列焦面阵的研制进展 被引量：17
19
作者 龚海梅 张可锋 +5 位作者 唐恒敬 李雪 张永刚 缪国庆 宋航 方家熊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期14-18,共5页
研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件。焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装。光敏芯片在InP/InGaAs/InP(p-... 研制出光谱响应为0.9～1.7μm的256×1、512×1元InGaAs线列焦平面组件,和光谱响应延展至2.4μm的256×1元InGaAs线列焦平面组件。焦平面组件包括光敏芯片、读出电路、热电制冷器以及管壳封装。光敏芯片在InP/InGaAs/InP(p-i-n)双异质结外延材料上采用台面结构实现,并与128×1或512×1元CTIA结构的读出电路耦合。焦平面器件置于双列直插金属管壳中,采用平行缝焊的方式进行封装。介绍了高均匀性长线列InGaAs焦平面组件的关键技术和主要性能结果,为更长线列焦平面组件的研制提供了坚实的基础。 展开更多
关键词 短波近红外 INGAAS 焦平面组件 读出电路
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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
20
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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