本文只是論述由單只IGBT管子或雙管做成的逆變模塊，及其有關(guān)測量和判斷好壞的方法。IPM模塊不在本文討論內(nèi)容之內(nèi)。場效應(yīng)管子有開關(guān)速度快、電壓控制的優(yōu)點(diǎn)，但也有導(dǎo)通壓降大，電壓與電流容量小的缺點(diǎn)。而雙極型器件恰恰有與其相反的特點(diǎn)，如電流控制、導(dǎo)通壓降小，功率容量大等，二者復(fù)合，正所謂優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。IGBT管子，或者1GBT模塊的由來，即基于此。從結(jié)構(gòu)上看，類似于我們都早已熟悉的復(fù)合放大管，輸出管為一只PNP型三極管，而激勵(lì)管是一只場效應(yīng)管，后者的漏極電流形成了前者的基極電流。放大能力是兩管之積。IGBT管子的等效電路及符號(hào)如下圖：
標(biāo)簽： 變頻器 igbt模塊
上傳時(shí)間： 2022-06-21
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隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，基于數(shù)字信號(hào)處理的示波器、信號(hào)發(fā)生器、邏輯分析儀和頻譜分析儀等測量儀器已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域并且發(fā)揮著重要作用，但這些儀器昂貴的價(jià)格阻礙了它們的普遍使用。 本文針對(duì)電子測量儀器技術(shù)發(fā)展和普及的情況，結(jié)合用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理的優(yōu)勢(shì)，研究一種基于FPGA的輔助性獨(dú)立電予測量儀器的軟件系統(tǒng)。這種儀器可以作為數(shù)?；旌想娐窚y試和驗(yàn)證的工具，用來觀察模擬信號(hào)波形、數(shù)字信號(hào)時(shí)序波形、模擬信號(hào)的幅度頻譜，也可以用來產(chǎn)生DDS信號(hào)。在硬件選擇上，使用具有Altera公司CycloneⅡ器件的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)單片DSP系統(tǒng)，這種芯片成本低廉、工作速度快、技術(shù)兼容性好；在軟件設(shè)計(jì)上，采用基于FPGA的可編程數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)方法，這種方法具有開發(fā)難度小、功能擴(kuò)展簡單等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)中采用的關(guān)鍵技術(shù)包括：基于FPGA和IP Core的Verilog HDL設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)波形的實(shí)時(shí)顯示。對(duì)這些技術(shù)的研究探討不僅有理論研究價(jià)值，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中同樣具有重要的實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以低資源、高性能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)中采用了科學(xué)的模塊劃分、設(shè)計(jì)與集成的方法，在保持原四種信號(hào)處理功能不變的前提下，盡量多的節(jié)約各種FPGA資源，為實(shí)現(xiàn)低成本的輔助電子測量儀器提供了可能。
標(biāo)簽： FPGA 多功能電子 測量系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-06-05
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串聯(lián)電池組廣泛應(yīng)用于手?jǐn)y式工具、筆記本電腦、通訊電臺(tái)、便攜式電子設(shè)備、航天衛(wèi)星、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車及儲(chǔ)能裝置中。本文就電動(dòng)汽車的串聯(lián)電池組加以研究。 隨著社會(huì)的發(fā)展以及能源、環(huán)保等問題的日益突出，電動(dòng)汽車以其零排放，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)越來越受到世界各國的重視，被稱作綠色環(huán)保車。作為發(fā)展電動(dòng)車的關(guān)鍵技術(shù)之一的電池管理系統(tǒng)(BMS)，是電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵。電動(dòng)汽車的快速發(fā)展，它的能量源-動(dòng)力電池組，成了電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸。電池技術(shù)和電池能量管理系統(tǒng)(BMS)的研究成為解決這一問題的關(guān)鍵，越來越受到人們的關(guān)注。 電動(dòng)汽車電池組相關(guān)技術(shù)中的電池管理系統(tǒng)是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。本文描述了電動(dòng)公交用鋰電池配套的電池管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 該電池管理系統(tǒng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上采用集散式的檢測方法，即每箱電池都配備檢模塊，將各模塊所檢測的相關(guān)電池?cái)?shù)據(jù)通過內(nèi)部總線傳送給主控模塊，再由主模塊對(duì)整體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和存儲(chǔ)，并由CAN總線發(fā)送給電動(dòng)公交各車載裝置。 本論文首先比較了現(xiàn)有的幾種電動(dòng)汽車常用的電壓測量方法，然后提出了電池管理系統(tǒng)中的串聯(lián)電池組電壓測量方法的整體設(shè)計(jì)方案。即采集各個(gè)電池單體的基本信息到BMS控制芯片(單片機(jī)MC9S12D64)中進(jìn)行處理計(jì)算，從而得出電池工作狀態(tài)等信息。 介紹了CAN總線與電動(dòng)汽車中心控制器進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)整車的控制。在硬件設(shè)計(jì)中詳細(xì)介紹了小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電壓采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，CAN通信接口電路的設(shè)計(jì)，以及抗干擾等方面的電路設(shè)計(jì)。并介紹了一些重要器件的選擇與參數(shù)確定。軟件實(shí)現(xiàn)方面，著重講述了檢測板電壓檢測的的功能模塊，最后對(duì)電池管理系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展給出了一些展望。 目前，本課題的研究在理論和實(shí)踐中都取得了很大的進(jìn)展，在經(jīng)過大量的軟硬件調(diào)試與改進(jìn)的基礎(chǔ)上，該方法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了良好、可靠的運(yùn)行，取得了很好的效果，為下一階段的準(zhǔn)備打下了很好的基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： 串聯(lián)電池組 電壓測量 法的研究
上傳時(shí)間： 2013-06-01
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變頻電源具有低損耗和高效率等顯著優(yōu)點(diǎn)，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性指標(biāo)，隨著工業(yè)上變頻電源的廣泛應(yīng)用，對(duì)其性能參數(shù)的檢測也越來越重要，因此對(duì)變頻電源設(shè)備輸出電參數(shù)進(jìn)行測量方面的研究具有重要的意義。 論文綜述了國內(nèi)外各種交流變頻電參數(shù)測量系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用技術(shù)，根據(jù)變頻設(shè)備的工作機(jī)理和輸出特性，提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。由于變頻設(shè)備的輸出范圍廣且變化快，并且國內(nèi)大部分參數(shù)測量設(shè)備都是針對(duì)工頻進(jìn)行設(shè)計(jì)的，基于此本文采用高速的數(shù)字處理器和改進(jìn)的算法來進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)。 論文首先給出了各電參數(shù)測量的國際標(biāo)準(zhǔn)和理論基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析了如何通過希爾波特變換來實(shí)現(xiàn)頻率的測量。為了濾除不需要的高次諧波并精確的測量頻率，建立了FIR濾波器模型，通過MATLAB編程進(jìn)行了數(shù)字仿真，驗(yàn)證了算法的正確性；利用周期法進(jìn)行了其它電參數(shù)的測量實(shí)現(xiàn)，并在Labview 中進(jìn)行了仿真，作為輔助分析軟件具有快速直觀的特點(diǎn)并有很大的通用性。 在理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，論文設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812 DSP的控制系統(tǒng)，并結(jié)合原理圖介紹了各模塊運(yùn)行原理；重點(diǎn)分析了如何利用CPLD來實(shí)現(xiàn)時(shí)序控制的功能，并給出了VHDL設(shè)計(jì)的程序和仿真結(jié)果。最后進(jìn)行軟件程序上的設(shè)計(jì)，對(duì)各部分進(jìn)行了程序分析和設(shè)計(jì)，各模塊結(jié)構(gòu)相互關(guān)聯(lián)，具有很好的擴(kuò)展性和移植性。
標(biāo)簽： DSP 變頻電源 電參數(shù)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來，瓦斯事故在煤礦生產(chǎn)事故中所占比例越來越高，給礦工的生產(chǎn)生活帶來了極大的災(zāi)難，必須加強(qiáng)對(duì)瓦斯的監(jiān)測監(jiān)控，避免瓦斯爆炸事故。因此對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行快速、實(shí)時(shí)檢測對(duì)于煤礦安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報(bào)警儀是各國應(yīng)用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表，可隨時(shí)檢測作業(yè)場所的甲烷濃度，也可使用甲烷傳感器對(duì)甲烷濃度進(jìn)行連續(xù)實(shí)時(shí)地監(jiān)測。大體上當(dāng)前應(yīng)用的便攜式甲烷檢測儀器，按檢測原理分為光學(xué)甲烷檢測儀、熱導(dǎo)型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報(bào)警儀、氣敏半導(dǎo)體式甲烷檢測儀等幾種。 光干涉甲烷檢測儀性能穩(wěn)定、使用壽命長，測量準(zhǔn)確，是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現(xiàn)有的光干涉甲烷檢測儀存在自動(dòng)化程度低、測量方法繁瑣、讀數(shù)不直觀，人為誤差較大、不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等缺點(diǎn)。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實(shí)現(xiàn)的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對(duì)干涉條紋進(jìn)行非接觸式的自動(dòng)測量，獲得條紋信息，通過CCD驅(qū)動(dòng)、高速模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了干涉條紋位移的精確測量，由單片機(jī)對(duì)量化后的測量信號(hào)進(jìn)行智能處理，數(shù)字化顯示甲烷含量的測量結(jié)果。 光干涉甲烷檢測的關(guān)鍵是對(duì)干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測，本設(shè)計(jì)采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨(dú)特的半導(dǎo)體光電器件，近年來在攝像、工業(yè)檢測等科技領(lǐng)域里得到了廣泛的應(yīng)用。將CCD技術(shù)應(yīng)用于位置測量可以實(shí)現(xiàn)高精度和非接觸測量的要求；運(yùn)用FPGA實(shí)現(xiàn)CCD芯片的驅(qū)動(dòng)具有速度快、穩(wěn)定高等優(yōu)點(diǎn)：模數(shù)轉(zhuǎn)換之后的數(shù)據(jù)沒有采用專用存儲(chǔ)芯片進(jìn)行存儲(chǔ)，而采用FPGA硬件開發(fā)平臺(tái)和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng)，同時(shí)提高數(shù)據(jù)采集精準(zhǔn)度，既降低成本又提高了存儲(chǔ)效率。 本文設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)使用方便、精度高、數(shù)據(jù)可儲(chǔ)存，克服了傳統(tǒng)光干涉甲烷檢測儀的缺點(diǎn)，技術(shù)指標(biāo)和功能都得到較大改善。
標(biāo)簽： FPGA CCD 線陣
上傳時(shí)間： 2013-06-08
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風(fēng)速是氣象測量的一個(gè)重要要素，利用超聲波進(jìn)行風(fēng)速測量現(xiàn)如今得到廣泛的應(yīng)用，技術(shù)已經(jīng)很成熟。當(dāng)超聲波在空氣中傳播時(shí)，受到風(fēng)速的影響，順風(fēng)和逆風(fēng)情況下存在一個(gè)時(shí)間差，基于這個(gè)原理制成的時(shí)差法超聲波風(fēng)速測量儀表，具有精度高、可靠性強(qiáng)、集成度高等優(yōu)勢(shì)，并可以與雨量、濕度等測量儀表構(gòu)成完整的移動(dòng)氣象站，與傳統(tǒng)的機(jī)械式儀表、電磁式儀表相比，具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，其關(guān)鍵參數(shù)是系統(tǒng)的測量精度。 ARM作為32位的微處理器，具有豐富的片上資源，高達(dá)60M的處理能力，而且功耗很小，適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風(fēng)速測量系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測量、顯示、精度調(diào)節(jié)以及與上位機(jī)之間的通信等功能。系統(tǒng)硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數(shù)字電路，并采用模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。軟件部分根據(jù)超聲波信號(hào)的特點(diǎn)，選用新型的構(gòu)造包絡(luò)的方法，在準(zhǔn)確判斷超聲波到達(dá)時(shí)間的問題上有所改進(jìn)。 文章共分六個(gè)部分。第一章緒論介紹了超聲波風(fēng)速測量儀表的發(fā)展現(xiàn)狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創(chuàng)新點(diǎn)。第二章介紹了超聲波風(fēng)速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風(fēng)速測量的系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。第四章是系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結(jié)以及就下一步的工作提出一些設(shè)想。
標(biāo)簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 風(fēng)速測量
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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在航空航天，遙感測量，安全防衛(wèi)以及家用影視娛樂等領(lǐng)域，要求能及時(shí)保存高清晰度的視頻信號(hào)供后期分析、處理、研究和欣賞。因此，研究一套處理速度快，性能可靠，使用方便，符合行業(yè)相關(guān)規(guī)范的高清視頻編解碼系統(tǒng)是十分必要的。 本文首先介紹了高清視頻的發(fā)展歷史。并就當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展闡述了高清視頻編解碼系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，提出了可行的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?；贖.264的高清視頻編碼系統(tǒng)對(duì)處理器的要求非常高，一般的DSP和通用處理器難以達(dá)到性能要求。本系統(tǒng)選擇富士通公司最新的專用視頻編解碼芯片MB86H51，實(shí)時(shí)編解碼分辨率達(dá)到1080p的高清視頻。芯片具有壓縮率高，功耗低，體積小等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)的控制設(shè)備由三塊FPGA芯片和ARM控制器共同完成。FPGA芯片分別負(fù)責(zé)視頻輸入輸出，碼流輸入輸出和主編解碼芯片的控制。ARM作為上層人機(jī)交互的控制器，向系統(tǒng)使用者提供操作界面，并與主控FPGA相連。方案實(shí)現(xiàn)了高清視頻的輸入，實(shí)時(shí)編碼和碼流存儲(chǔ)輸出等功能于一體，能夠編碼1080p的高清視頻并存儲(chǔ)在硬盤中。系統(tǒng)開發(fā)的工作難點(diǎn)在于FPGA的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試工作。其次，詳細(xì)介紹了FPGA在系統(tǒng)中的功能實(shí)現(xiàn)，使用的方法和程序設(shè)計(jì)。使用VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)I2C總線接口和接口控制功能，利用stratix系列FPGA內(nèi)置的M4K快速存儲(chǔ)單元實(shí)現(xiàn)128K的命令存儲(chǔ)ROM，并對(duì)設(shè)計(jì)元件模塊化，方便今后的功能擴(kuò)展。編程實(shí)現(xiàn)了PIO模式的硬盤讀寫和SDRAM接口控制功能，實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。利用時(shí)序狀態(tài)機(jī)編程實(shí)現(xiàn)主芯片編解碼控制功能，完成編解碼命令的發(fā)送和狀態(tài)讀取，并對(duì)設(shè)計(jì)思路，調(diào)試結(jié)果和FPGA資源使用情況進(jìn)行分析。著重介紹設(shè)計(jì)中用到的最新芯片及其工作方式，分析設(shè)計(jì)過程中使用的最新技術(shù)和方法。有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。最后，論文對(duì)系統(tǒng)就不同的使用情況提出了可供改進(jìn)的方案，并對(duì)與高清視頻相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)作了分析和展望。
標(biāo)簽： 高清視頻 編解碼 系統(tǒng)控制 模塊設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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無人機(jī)大氣數(shù)據(jù)的采集和處理在無人機(jī)中占有很重要的位置和作用，它是保障飛機(jī)安全飛行以及保證地面控制和操縱人員正確引導(dǎo)飛機(jī)、順利完成飛行任務(wù)的關(guān)鍵所在。在目前廣泛應(yīng)用的無人機(jī)大氣數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)中，多數(shù)采用單片機(jī)作為大氣數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)，但是單片機(jī)在高速數(shù)據(jù)采集和處理方面卻存在著抗干擾性差、速度慢等缺點(diǎn)，使測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性受到了很大的影響。 本文采用FPGA(Field Programmable Gate Array，現(xiàn)場可編程門陣列)芯片作為大氣數(shù)據(jù)處理器，以大氣數(shù)據(jù)中的氣壓高度為例，介紹了一種基于FPGA技術(shù)的無人機(jī)氣壓高度測量系統(tǒng)。由于該測量系統(tǒng)中的FPGA數(shù)據(jù)處理器具有可靠性高、速度快、邏輯功能強(qiáng)等特點(diǎn)，有效地解決了單片機(jī)在高速無人機(jī)大氣數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)中處理速度較慢、實(shí)時(shí)性較差的問題。 論文首先介紹了FPGA的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、開發(fā)設(shè)計(jì)流程和FPGA編程所采用的VHDL硬件描述語言，還介紹了數(shù)字式大氣數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)的基本組成和工作原理，并且詳細(xì)闡述了氣壓高度測量的原理和方法；然后提出了基于FPGA的無人機(jī)氣壓高度測量系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，并對(duì)該測量系統(tǒng)各組成部分的硬件電路進(jìn)行詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)；隨后論文又介紹了氣壓高度測量系統(tǒng)中FPGA的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)，并就FPGA內(nèi)部所設(shè)計(jì)的各功能模塊的作用、模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作流程進(jìn)行詳細(xì)的論述；最后使用Modelsim和QuartusII仿真軟件對(duì)程序進(jìn)行功能和時(shí)序的仿真，以驗(yàn)證FPGA內(nèi)部各功能模塊和FPGA總體設(shè)計(jì)的正確性，并在所有仿真通過后將程序產(chǎn)生的配置文件下載到FPGA芯片中，在制作和安裝測量系統(tǒng)的電路板后對(duì)整個(gè)測量系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際的測試，將測試結(jié)果與理論值比較并分析測量系統(tǒng)的誤差來源。 根據(jù)系統(tǒng)測試的結(jié)果，本文驗(yàn)證了以FPGA芯片為核心的無人機(jī)氣壓高度測量系統(tǒng)的可行性，并對(duì)該測量系統(tǒng)提出了今后的進(jìn)一步改進(jìn)和完善的思路。
標(biāo)簽： FPGA 無人機(jī) 氣壓 測量系統(tǒng)
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主要介紹了等精度頻率測量原理，該原理具有在整個(gè)測試頻段內(nèi)保持高精度頻率\r\n測量的優(yōu)點(diǎn) 同時(shí)在該原理基礎(chǔ)上，采用了Verilog HDL語言設(shè)計(jì)了高速的等精度測頻\r\n模塊，并且利用EDA開發(fā)平臺(tái)QUARTUS11 3 .0對(duì)CPLD芯片進(jìn)行寫人，實(shí)現(xiàn)了計(jì)數(shù)等\r\n主要邏輯功能 還使用C語言設(shè)計(jì)了該等精度頻率計(jì)的主控程序以提高測量精度。本設(shè)\r\n計(jì)實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻率變化范圍較大的信號(hào)進(jìn)行頻率測量，能夠滿足高速度、高精度的測頻要\r\n求。
標(biāo)簽： 等精度 測量原理 頻率
上傳時(shí)間： 2013-08-16
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Verilog實(shí)現(xiàn)的DDS正弦信號(hào)發(fā)生器和測頻測相模塊，DDS模塊可產(chǎn)生兩路頻率和相位差均可預(yù)置調(diào)整的值正弦波，頻率范圍為20Hz-5MHz，相位范圍為0°-359°，測量的數(shù)據(jù)通過引腳傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行計(jì)算和顯示。
標(biāo)簽： Verilog DDS 正弦信號(hào)發(fā)生器 模塊
上傳時(shí)間： 2013-08-28
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