DE2413205A1 - Fernsehempfaengerschaltung - Google Patents
FernsehempfaengerschaltungInfo
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- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/44—Receiver circuitry for the reception of television signals according to analogue transmission standards
- H04N5/455—Demodulation-circuits
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Description
Beim Betrieb eines Fei"iiseh-Iluudfunkeaipf ängers mit einer
Euip fang s an leime zeigt sich verhältnismäßig häufig, daß man ein opti
males Bild nur durch Einstellen der Abstimmung des Empfängers auf
eine Frequenz erreicht werden kann, die geringfügig gegenüber der Frequenz der zu empfangenden Fernsehruudfunkfrequenz versetzt ist.
Die Ursache kam darin liegen, daß der Aufstellungsort der Antenne
bezüglich seiner Umgebung zu Interferenzen zwischen den direkten und den reflektierten Ve11en an der Antenne führt, daß die Antenne
nicht richtig installiert ist oder daß die Qualität der Fernsehrundfunksignale schlecht ist. Ein Bildsignaldetektor mit einer oder
mehreren Dioden als Ilüllkurven feststellende Vorrichtungen können
gegen eine derartige absichtliche Verstimmung des Empfängers eingesetzt
werden, doch hositzt ein derartiger Detektor zwangsläufig eine schlechte Linearität und eine schlechte Übersprechzurückweisung auf
Grund der Nichtlinearität der Diodenkennlinie. Wird ein Synchrondemodulator
als Bildsignaldetektor in dem Empfänger verwendet und besitzt dieser Detektorvorrichtungen in Form von Transistoren, deren
Arbeitsbereich auf die linearen Teile ihrer Kennlinien beschränkt ist, dann ergibt sich zwar eine bessere Linearität in dem Bildsignaldetektor
und eine bessere Xebensprechzurückweisung; wird jedoch eine konstante
Bezugsfrequenz verwendet, die durch Zuführen einer Bildzwisehenfrequenz
zu einer bei dieser konstanten Bezugsfrequenz sich in Resonanz befindlichen Schaltung erzeugt wird, dann bewältigt der Bildsignaldetektor
die absichtliche Verstimmung des Empfängers nicht und
,A 0 9JA3 / D 7 21.
bewirkt Bildverdoppelungseffekte im Fernsehsignal bei jedem übergang
von schwarz zu weiß und umgekehrt, so daß ein Verlust in der Klarheit des vom Empfänger erzeugten Bildes auftritt, Fernsehrundfunkeinpfänger
können auch mit Schaltungen zur automatischen Frequenzregelung ausgestattet sein, die eine Verstimmung verhindern und somit derartige
Doppelbildeffekte vermeiden; in diesem Falle ist der Bildsignaldetektor
als synchroner Demodulator mit linear betriebenen Transistoren ausgebildet. Dies hat jedoch zur Folge, daß keine Verstellung der Abstimmung
des Empfängers möglich ist, um eine Verbesserung dort zu erreichen, wo eine gewisse Verstimmung ein besseres Bild ergibt,
Schwarz-weiß-Fernseh-Rundfunkempfänger sind gewöhnlich nicht mit Schaltungen zur automatischen Frequenzregelung ausgestattet, und
es gibt auch Farbfernseh-Rundfunkempfänger, die keine derartigen Schaltungen
besitzen.
Wenn ein synchroner Demodulator in einem Schwarz-weiß— oder Farbfernseh-Rundfunkempfänger verwendet wird und in Betrieb mit einer
konstanten Bezugsfrequenz versorgt wird, die durch Anlegen einer Bild—
Zwischenfrequenz an eine bei dieser festen Bezugsfrequenz in Resonanz
befindliche Schaltung erregt wird, dann können die vorgenannten Bildverdoppelungseffekte durch Belastung der Resonanzschaltung reduziert
werden, so daß diese ein niedriges Q besitzt, doch wird hierdurch die Nebensprechunterdrückung derart reduziert, daß der synchrone
Demodulator nicht besser als eine Diodenschaltung ist.
Gemäß der Erfindung ist eine Fersehempfängerschaltung vorgesehen mit Mitteln zur Zuführung von Fernseh-Rundfunkfrequenzsignalen
zu einer Misch- oder Frequenzumsetzerstufe, sowie ein abstimmbarer Überlagerungs— oder Empfängeroszillator, der mit der Frequenzmischstufe
derart gekoppelt ist, daß diese in Betrieb ein Bildzwischenfrequenzsignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal bei Frequenzen erzeugt,
die gleich den Differenzen zwischen den Frequenzen des Empfängeroszillators und der Fernseh-Rundfunkfrequenzsignale sind. Die
Frequenzmischstufe legt die Zwischenfrequenzsignale an einen synchronen Demodulator und an Mittel zum Erzeugen eines Steuersignals,
das den Fehler zwischen dem Bildzwischenfrequenzsignal und einem Bezugswert der Bildzwischenfrequenz angibt. Der synchrone Demodulator
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2A13205
hat einen Eingang für das modulierte Signal, der mit der Frequenzmisehstufe
zum Empfang von Zwischenfrequenzsignalen verbunden ist,
sowie einen Bezugssignaleingang, der mit einer Resonanzschaltung verbunden ist, die mit der Frequenzmisehstufe zum Empfang von Zwischenfrequenzsignalen
gekoppelt ist. Die Resonanzschaltung besitzt einen variablen Blindwiderstand, der mit den genannten Mitteln zur Erzeugung
eines Steuersignals gekoppelt ist. Der synchrone Demodulator demoduliert das Bildzwischenfrequenzsignal bezüglich der in der Resonanzschaltung
auftretenden Resonanzschwingungen, wobei das genannte Steuersignal dazu dient, zumindest über einen bestimmten Frequenzbereich
die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung gleich der Bildzwischenfrequenz zu machen.
Bei einer bevorzugten Ausfülirungsform der genannten Mittel
zur Erzeugung eines Steuersignals ist ein weiterer synchroner Demodulator vorgesehen, mit einem Eingang für das modulierte Signal, der
mit der Frequenzmisehstufe zum Empfang der Zwischenfrequenzsignale gekoppelt ist, sowie einem Bezugssignaleingang, der mit einer weiteren
Resonanzschaltung verbunden ist, die mit der ersten Resonanzschaltung gekoppelt ist; eine Signalausgangsverbindung vom Demodulator
führt zu dem genannten Blindwiderstand,,
Vorzugsweise ist der variable Blindwiderstand eine Varactordiode. Die erste Resonanzschaltung kann aus einem Parallelschwingkreis
bestehen, in dem die Varactordiode zu einem Teil der Kapazität beiträgt. Die weitere Resonanzschaltung kann ebenfalls ein Parallelschwingkreis
sein«,
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die beiden genannten synchronen Demodulatoren durch eine integrierte Schaltung
dargestellt, nämlich die Schaltung Mullard IC Typ TCA 270, hergestellt von der Mullard Limited, England.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:-
Fig„ 1 eine Blockdarstellung eines Teiles eines Farbfernseh-Rundfunkempfängers
und
Fig. 2 und 3 Kurven, die zur Veranschaulichung des Betriebs
des Empfängers nach Fig«, I dienen«,
5c3.1974 - d _
409843/0723
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird ein synchroner Demodulator mit linear LeLriebenen Transistoren
als Bildsignaldetektor in einem Fernseh-Rundfunkemplanger
verwendet, dem in Betrieb ein geregeltes Bezugsfrequenzsignal zugeführt wird, das durch Anlegen eines Bildzwischenfrequenzsignales
an eine bei einer regelbaren Bezugsfrequenz sich in Resonanz befindlichen Schaltung erregt wirdo Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Bei diesem ist eine UHF-Empfangsantenne 11 vorgesehen, die mit einem UHF-Verstärker 12 verbunden ist, dessen Ausgang
am Signaleingang einer Frequenzmisch- oder Überlagerungsstufe liegt«, Diese wiederum besitzt einen Bezugseingang, der mit einem Ausgang
eines Überlagerungs- oder Empfängeroszillators verbunden ist, dessen Frequenz variabel ist, und zwar durch mechanisches Einstellen
über handbetätigbare (nicht gezeigte) Vorrichtungen,, Die Frequenzmischstufe
13 besitzt einen Ausgang, der über einen Zwischenfrequenzverstärker 15 mit einem Bildsignaldetektor 16 und einer Steuerschalr
tung 17 verbunden ist, die einen Begrenzerverstärker 18 hat.
Der Begrenzerverstärker hat zwei Ausgangsklemmen 19 und 20 über die eine Resonanzschaltung 21 gelegt ist«, Diese besteht aus
einem variablen Induktor 22, einem festen Kondensator 23, der parallel zum Induktor 22 geschaltet ist und einer Reihenschaltung 2k aus drei
Kondensatoren, die parallel zum Induktor 22 und dem Kondensator 23 gelegt ist. Die Kombination 2h besteht aus einem ersten festen Kondensator
25, der mit einer Varactordiode 26 verbunden ist, die wiederum mit einem festen Kondensator 27 in Verbindung steht. Der Verbindungspunkt
28 zwischen dem Kondensator 25 und der \rarac tor diode
steht über eine Reihenschaltung zweier Widerstände 29 und 30 mit dem
Verbindungspunkt zweier Widerstände 37a und 37b in Verbindung, der wiederum an eine Ausgangsklemme 31 der Steuerschaltung 17 angeschlossen
ist. Der Verbindungspunkt zwischen der Varactordiode 26 und dem Kondensator 27 ist über einen Widerstand 33 an eine Versorguiigskleimue jk
gelegt, der in Betrieb eine positive Bezugsspannung zugeführt uird.
Der Verbindungspunkt 35 zwischen den Widerständen 29 und 30 ist über
einen Elektrolytkondensator 36 geerdet; die Klemme 34i ist mit Erde
über die Reihenschaltung der Widerstände 37a und 37b verbunden.
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In Betrieb wird die Kapazität der Varactordiode 26 durch die Differenz zwischen einer am Verbindungspunkt 35 erzeugten
Rcgelspannung und der Bezugs spannung an der Klemme 34 bestimmt.
Die Klemme 31 wird zur Stromquelle oder -senke und bestimmt somit
die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 37a und 37b.
Somit wird die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 21 durch die Regelschaltung 17 gesteuert.
Der Schwingkreis 21 ist über zwei Bezugseingangsklemmen 38
und 39 des Bild-(signal)-detektors 16 geschaltet, der ein synchroner Detektox' mit linear betriebenen Tx*ansistoren ist, und einen
Ausgang 40 besitzt, an dem in Betrieb gleichgerichtete Videosignale
erzeugt werden, zusammen mit einem frequenzmodulierten Tonträger, dex' beispielsweise eine Bezugsfrequenz von 6 MHz besitzt.
In Betrieb wird die Regelspannung am Verbindungspunkt 35 bestimmt von einer Zwischenfrequenz, die in dem Schwingkreis 21 und
einem weiteren Schwingkreis 41 auftritt, der aus einem variablen Induktor 42 und einem dazu parallel geschalteten festen Kondensator
43 besteh-t, wobei die entgegengesetzten Enden 44 und 45 des
Schwingkreises 41 ensprechend mit den Klemmen 38 bzw. 39 verbunden sind, und somit mit den entgegengesetzten Enden des Schwingkreises
über gleiche feste Kondensatoren 46 und 47» Wenn die Frequenz des
Empfängeroszillators 14 derart eingestellt wird, daß die durch die
Mischstufe 13 erzeugten Zwischenfrequenzen bei den erwarteten Nennwerten
für die Bild- und Tonzwischenfrequenzen in einem Fernseh-Rundfunkempfanger
liegen, beispielsweise 39,5 MHz bzw. 33,5 MHz, dann ist die in den Schwingkreisen 21 und 41 auftretende Zwischenfrequenz
gleich dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz. In diesem Falle wird die Spannung am Verbindungspunkt 35 derart gemessen,
daß sie den Wert der Kapazität der Varactordiode 26 auf einen Bezugswert einstellt, der den Schwingkreis 21 bei dem erwarteten Nennwert für die Bildzwischenfrequenz zum Schwingen bringt.
Der Zwischenfrequenzverstärker 15 dämpft das Tonzwischenfrequenzsignal
relativ zum BiI dzwi schenfrequenz si gnal und der Begrenzerverstärker
18 entfernt die Amplitudenmodulation in dem Bildzwischenfrequenzsignal
und blockiert praktisch die Tonzwischenfrequenzβ
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In der Regelschaltung 17 siiid die Ausgangsklemmen 19 und 20
des Begrenzerverstärkers 18 mit einem synchronen Demodulator 50 verbunden,
der linear betriebene Transistoren als seine Detektorelemente verwendet, und Be zug se ingang ski emmeii 51 und 52 besitzt. Der
Demodulator 50 stellt die Ausgangsstufe der Regelschaltung 17 dar, wobei die Ausgangsklemme 31 die Ausgangssignalklemme des Demodulators
50 ist.
Der Schwingkreis kl schwingt beim Nennwert der Bildzwischenfrequenz
und ist über die Bezugseingangsklemme 51 und 52 des Demodulators
50 geschaltet. Befinden sich die von der Frequenzmischstufe erzeugten Zwischenfrequenzen auf ihren erwarteten Nennwerten, dann
ist die Phasendifferenz zwischen den über den Begrenzerverstärker dem Demodulator 50 zugeführten Zwischenfrequenzeingangssignal und
dem den Bezugseingangsklemmen 51 und 52 zugeführten Bildzwischenfrequenzbezugssignal
derart, daß der Demodulator 50 an der Klemme 31 praktisch einen Strom null erzeugt, so daß die Spannung an dem Verbindungspunkt
der Widerstände 37a und 37b allein durch die Teilung der von der Klemme 34 zugeführten Spannung bestimmt wird. Diese
Spannung stellt die Regelspannung dar, die zur Abstimmung des Schwingkreises 21 auf Resonanz bei dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz
erforderlich ist. Der Kondensator 36 wiflct mit denJwiderstand
30 als Filter, das jegliche Reste des gleichgerichteten Videosignals
an der Klemme 31 entfernt, die auftreten können, wenn der Detektor 50 oder der Verstärker 18 nicht exakt abgeglichen sind.
Obwohl der Bildsignaldetektor 16 und der Demodulator 50 beide
synchrone Demodulatoren sind, muß der Detektor 16 als ein Amplitudendemodulator arbeiten, während der Demodulator 50 als Phasendemodulator
wirkt.
Wird der Empfängeroszillator lh derart eingestellt, daß die
Frequenzmischstufe 13 Zwischenfrequenzen erzeugt, die von den erwarteten Nennwerten abweichen, dann wird das begrenzte Bildzwischtitfrequenzsignal,
das in diesem Fall als abweichendes Bildzwischenfrequeuzsignal bezeichnet sei, wiederum dem Demodulator 50 und den Klemmen
38 und 39 zugeführt; das Amplituden-modulierte abweichende Bildzwischenfrequenzsignal
wird vom Zwischenfrequenzverstärker 15 an den Signaleingang des Bilddetektors 16 angelegt. Dies hat zur Folge, daß
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das abweichende Bildzwischenfrequenzsignal sich in den Schwingkreisen
21 und hl fortpflanzt. Der Schwingkreis 41 ist auf eine Resonanz bei dem erwarteten Nennwert der ßildzwischenfrequenz abgestimmt
und erscheint deshalb entweder induktiv oder kapazitiv abhängig welcher der beiden Werte, nämlich der ¥ert der abweichenden Bildzwischenfrequenz
oder der erwartete Neunwert höher ist. Somit unterscheidet
sich die Phasendifferenz zwischen dem von den Ausgangsklemmen
19 und 20 des Begrenzerverstärkers 18 dem Demodulator 50 zugeführten
abweichendenZwischenfrequenzeingangssignal und dem den Bezugseingangsklemmen
51 und 52 zugeführten abweichenden Bildzwischenfrequenzbezugssignal
von derjenigen, die auftritt, wenn die beiden Signale sich auf dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz
befinden; es ergibt sich dann eine Regelspannung an dem Verbindungspunkt 35; die die Kapazität der Diode 26 ändert, bis der Schwingkreis
21 in Resonanz bei der von der Frequenzmischstufe 13 ihm zugeführten abweichenden Bildzwischenfrequenz ist. Da die Resonanzfrequenz
des Schwingkreises 41 nicht geändert wird, bleibt eine Phasendifferenz
zwischen den an den Demodulator 50 angelegten beiden Signalen
erhalten, die von derjenigen sich unterscheidet, die auftritt, wenn sich die beiden Signale auf dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz
befinden und die einen derartigen Wert besitzt, daß sie die Kapazität der Diode 26 auf einem Wert hält, bei dem der
Schwingkreis 41 mit der abweichenden Bildzwischenfrequenz in Resonanz
ist. Die Zeitkonstante der Kombination aus dem Widerstand 30 und dem Kondensator 36 ist derart gewählt, daß eine ausreichende Dämpfung
der Regelspannung am Punkt 35 gewährleistet ist, so daß die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 51 gleitend den Änderungen in der Frequenz
der durch die Frequenzmischstufe 13 erzeugten Bildzwischenfrequenz
folgt.
Bei einer tatsächlichen Ausführungsform der Schaltung nach
Fig. 1 befinden sich der Detektor 16, der Begrenzerverstärker 18 und der Demodulator 50 in einer einzigen integrierten Schaltung, wie sie
von der Firma Mullard Limited, England, mit der Bezeichnung TCA 270
hergestellt wird«, Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die nachstehenden
Bauelemente folgende Werte:
A098A3/0723
— S —
Induktor 22
Kondensator 23
Kondeiisatoi- 25
Kondensator 27
Induktor 42
Kondensator 43
Kondensator 46
Kondensator 47
Widerstand 29
Widerstand 33
Viderstand jO
Widerstand 36
Widerstand 37a
Widerstand 37b
Kondensator 23
Kondeiisatoi- 25
Kondensator 27
Induktor 42
Kondensator 43
Kondensator 46
Kondensator 47
Widerstand 29
Widerstand 33
Viderstand jO
Widerstand 36
Widerstand 37a
Widerstand 37b
Weil
100 | pF |
120 | pF |
120 | pF |
47 | PF |
0 | ,5 PF |
0 | ,5 PF |
100 | KOluu |
100 | KO lim |
10 | KOUm |
4 | ,7 BiF |
100 | KO hm |
100 | KO lim |
Die der Klemme 34 zugeführte Spannung ist +12V und die Varaotordiode
26 ist vom Typ BA 102, wie er von der Firma Mullard Limited, England, hergestellt wirde
Die beiden Induktoren 22 und 42 sind variable Ferritkern-Induktoi*en,
deren Kerne anfangs so eingestellt sind, daß die Schwingkreise 21 und 41 bei dem erwarteten Nennwert der Bildzwischenfrequenz
in Resonanz sind, wenn die Spannung über den Widerstand 37a einen Wert besitzt, bei dem kein Strom von der Klemme 31 abgegeben
oder gezogen wird.
Fig. 2 zeigt als Kurve 201 die Änderung der Kapazität der
Diode des Typs BxV 102 über der Spannung, wobei diese Spannung an der
Anode der Diode in Bezug auf ihre Kathode gemessen wirde Fig. 3 zeigt
den für einen PAL-Empfänger in Großbritannien erfoi-derlichen Frequenzbereich,
nämlich 39 bis 40 MHz, und den für einen PAL-Empfänger in Deutschland erforderlichen Frequenzbereich, nämlich 3S,4 bis 39,4 MIIz,
sowie den entsprechenden Spannungsbereich am Verbindungspunkt 35, bezogen
auf die Klemme 34. Eine Kurve 301 in Figo 3 zeigt die Änderung
der Spannung am Punkt 35, bezogen auf die Klemme 34 über der Frequenz der durch den Demodulator 50 des vorgenannten tatsächlich ausgeführten
Beispiels der an ordnungsgemäß Fig. 1 erzeugten Bildzwischenfrequenz.
409843/0723
5.3.1974
Claims (1)
- Fa t en tans prüehe;IJ Fernseliempf ängersclial tiuig mit Mitteln zur Zuführung von Fernseh-Eundfunksignalen zu einer Frequenzniischstufe, einem abstimmbar en Eiupfäugeroszillator, der uiit der Frequenzmischstufe derart gekoppelt ist, daß die Frequenzini sehst Uf e ein Bildzwischeiifrequenzsignal und ein Tonzwischenfrequenzsignal hei Frequenzen ahgiht, die gleich den Differenzen zwischen den Frequenzen des Empfängeroszillators und des Fernseh-Rundfunkfrequenzsiguals sind, wobei die Frequenzmischstufe die Zurischenfrequenzsignale an einen synchronen Demodulator und au Mittel zur Erzeugung eines Regelsignals anlegt, das die Abweichung zwischen dem Bildzwischenfrequenzsignal und einem Bezugswert der Bildzwischenfrequenz angibt, dadurch gekennzeichnet» daß der synchrone Demodulator (l6) einen Eingang für das modulierte Signal hesitzt, der mit der Frequenzmischstufe (13) verbunden ist und Zwischenfrequenzsignale empfängt, daß er weiterhin einen Bezugssignaleingang hesitzt, der mit einer mit der Frequenzniischstufe (13) gekoppelten Resonanzschaltung (21) zum Empfang der Zwischenfrequenzsignale verbunden ist, und daß die Resonanz schaltung (21) einen mit den genannten Vorrichtungen (;il, 50) zur Erzeugung eines Regelsignals gekoppelten veränderbaren Blindwiderstand (26) besitzt, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß der synchrone Demodulator (l6) das Bildzwischenfrequenzsignal in Bezug auf die in der Resonanzschaltung (21) auftretenden Resonanzschwingungen, wobei das Regelsignal dazu dient, die Resonanzfrequenz der Resonanzschaltung (21) zumindest über einen bestimmten Frequenzbereich gleichzuhalten mit der Bildzwischenfrequenz«,2. Fernseliempf anger schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zur Erzeugung eines Regelsigiials einen synchronen Demodulator (50) besitzen, dessen Eingang für das modulierte Signal mit der Frequenzmischstufe (I3) zuai Empfang' der Zwischeiifrequenzsignale gekoppelt ist, und der einen Bezugssignaleiugang besitzt, der iüit einer weiteren Resonanzsehaltung (kl)5.3.197'a " - 10 -409843/0723- ίο -verbunden ist, die mit der ersten' Resonanzschaltung (21) gekoppelt ist, und dex* ferner einen Signalausgang (31.) besitzt, der mit dem genannten veränderbaren Blindwiderstand (26) verbunden ist.3· Fernsehemplängerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der variable Blindwiderstand (26) eine Varactordiode ist.k. Fernsehempfängerschultung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Resonanzschaltung (21) ein Parallel-Schwingkreis ist, bei dem die Varactordiode (26) einen Teil der Kapazität darstellt.5. Fernsehempfäiigerschal tuiig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Resonanzschaltung (;tl) ein Parallel-Schwingkreis ist.6. Fernsehempfäiigerschal tung nach einem der Ansprüche 2 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß beide synchrone Demodulatoren (16, 50) durch eine einzige integrierte Schaltung ausgeführt sind.409843/0723M .Leerseite
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