JPH07283616A - 非可逆回路素子 - Google Patents

非可逆回路素子

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JPH07283616A
JPH07283616A JP6940694A JP6940694A JPH07283616A JP H07283616 A JPH07283616 A JP H07283616A JP 6940694 A JP6940694 A JP 6940694A JP 6940694 A JP6940694 A JP 6940694A JP H07283616 A JPH07283616 A JP H07283616A
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Takekazu Okada
剛和 岡田
Takashi Hasegawa
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】印刷抵抗の測定、トリミングを容易に行うこと
ができ、小型かつ安価で、信頼性が高く高品位な非可逆
回路素子を提供する。 【構成】アイソレータの終端ポートの整合回路を並列容
量C3と直列容量C4で構成する。この構成により中心
電極で得られるインダクタンスLと終端抵抗R間は直流
的にオープンとなり終端抵抗R(印刷抵抗)の測定、ト
リミングが可能となり、より適正な整合のアイソレータ
を形成することができる。また、上記整合回路にさらに
直列インダクタンスを付加して構成すれば、終端抵抗を
どの様な値とすることも可能となり、さらに整合条件の
設定、調整を容易にでき、サーキュレータへの変更も容
易にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車電話、携帯電話
等の通信機器に使用される非可逆回路素子、例えばアイ
ソレータ、サーキュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、アイソレータ、サーキュレータ
等の非可逆回路素子は、信号を伝送方向のみに通過さ
せ、逆方向への伝送を阻止する機能を有しており、自動
車電話、携帯電話等の移動体通信機器の送信回路部に使
用されている。
【0003】このような非可逆回路素子の従来の等価回
路図を図10に示す。図10はポートP1,P2,P3
に整合回路として並列容量C1,C2,C3が接続され
たサーキュレータのいずれか1つのポート(図ではポー
トP3)に終端抵抗Rを接続したアイソレータの等価回
路図である。
【0004】このようなアイソレータとして、例えば図
11に示すような構造のものがある。以下の図におい
て、各種電極(パターン)形成部には点塗り潰しを施し
て示す。
【0005】このアイソレータは、図11に示すよう
に、下部ヨーク21内の底壁上にフェライト22を配置
し、このフェライト22を覆うように、その中央部にフ
ェライト22が嵌合する穴が設けられた入出力基板23
とこの入出力基板23と一体化された誘電体多層基板1
0が載置され、下面に永久磁石24が取り付けられた上
部ヨーク25を下部ヨーク21に装着して磁気閉回路を
形成するとともに、永久磁石24により上記フェライト
22に直流磁界を印加するように構成されている。
【0006】多層基板10上には終端抵抗としてチップ
抵抗6がはんだ付けされ、入出力基板23には入出力電
極23a,23b及びアース電極1が形成され、この入
出力基板23の下面の凹部に形成されたアース電極(図
示せず)と下部ヨーク21の底壁は、はんだ付けにて接
続、固定されている。
【0007】入出力基板23と多層基板10は、はんだ
付けあるいはグリーンシートの段階で積層、焼成して一
体化され、多層基板10の下面に形成されたポート電
極、アース電極は入出力基板23のそれぞれの対応する
電極23a,23b,1に接続されている。永久磁石2
4は接着剤で上部ヨークに貼着され、下部ヨーク21と
上部ヨーク25は、軟鉄等の磁性体金属からなり、はん
だ付けにて接続、固定されている。
【0008】そして、従来の多層基板10は、図12に
示すように、厚さ数十μm程度の多数の誘電体セラミッ
クグリーンシート11〜19の表面に各種電極をパター
ン印刷等により形成し、この各シートを積層して圧着
し、焼成して一体化されたものであり、各シート11〜
19に形成された各種電極は、スルーホールにより所定
箇所で接続されて構成されている。なお、以下の図にお
いて、各ポート電極に対応するスルーホールまたはビア
ホールを二点鎖線で接続して示す。
【0009】具体的には、最上層のシート11には終端
ポート電極5c及びアース電極1が、シート12、1
4、16にはアース電極1が、シート13、15には容
量電極3a,3b,3cが、下層を構成するシート1
7、18、19には中心電極2a,2b,2cが形成さ
れている。最下層のシート19の下面にはアース電極1
及び入出力ポート電極5a,5bが形成されている。
【0010】各中心電極2a,2b,2cは互いに12
0度の角度をなすように形成積層され、その一端部はそ
れぞれポート電極5a,5b,5cに、他端部はアース
電極1にスルーホールで接続されている。
【0011】この構成により、図10に示す並列容量C
1,C2,C3は、シート13、15に形成されたそれ
ぞれの容量電極3a,3b,3cとシート12、14、
16に形成されたアース電極1との間のそれぞれ4つの
電極間容量で形成されている。なお、インダクタンス
L,L,Lは、フェライトと中心電極2a,2b,2c
とにより形成される等価的なインダクタンスである。
【0012】そして、従来のアイソレータでは、図11
に示すように、上記多層基板10上面の終端ポート電極
5cとアース電極1間に、図10に示す終端抵抗Rとし
て、チップ抵抗6をはんだ付けして形成している。
【0013】しかし、チップ抵抗を用いた場合、チップ
抵抗の厚みのため、アイソレータのさらなる小形化(薄
形化)が困難であり、また、はんだ付けにより接続され
ているので、はんだ付け不備等による接続の信頼性が低
いという問題があった。
【0014】そこで、図13に示すように、終端ポート
電極5cとアース電極1間に、印刷等により形成した抵
抗7(以下、印刷抵抗と記す)を終端抵抗Rとして用い
て、小形化及び接続等の信頼性の向上を図る方法が採用
されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように印刷抵抗を用いた場合は、小形化(薄形化)には
寄与できるが、精度のよい抵抗値を得ることができない
という問題がある。
【0016】このため、予め、小さめの抵抗値となるよ
うに印刷抵抗を形成し、印刷抵抗形成後に抵抗値を測定
しながらトリミングにより抵抗値を調整することが必要
であり、また、この抵抗値測定には電圧の印加が必要で
ある。
【0017】ところが、上記従来の図10に示す等価回
路図、及びこの等価回路に基づいて形成される図12に
示す多層基板では、終端抵抗あるいは印刷抵抗が接続さ
れる終端ポート電極とアース電極は直流的に短絡(ショ
ート)しており、抵抗値の測定ができないという問題が
あった。このため、図14に示すように、多層基板10
(シート11)上面のアース電極1の一部1aを削り取
るか、あるいは予め印刷せずに、印刷抵抗7の両端がシ
ョートしないようにして、印刷抵抗7をトリミングした
後、導電ペースト等で導通する方法を用いていた。
【0018】しかし、この方法では、接続の信頼性が低
くなり、アース電極削除部を接続する等の作業工数が増
加し製造コストが高くなるという問題があった。また、
抵抗の再調整が必要となった場合、導電ペースト等を削
除し抵抗トリミング後、再度導通する必要があった。
【0019】そこで、本発明の目的は、以上のような従
来の非可逆回路素子が持つ問題点を解消し、印刷抵抗の
トリミングを容易に行うことができ、小型かつ安価で、
信頼性が高く高品位な非可逆回路素子を提供することに
ある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に係る発明は、複数の中心電極を
交差するように配置し、該中心電極の交差部分にフェラ
イトを当接させるとともに直流磁界を印加し、前記各中
心電極の一端部と各ポート間に整合回路を接続し、他端
部をアースに接続してなる非可逆回路素子において、前
記ポートの少なくとも1つのポートの整合回路内に直列
容量を含むことを特徴とするものである。
【0021】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
非可逆回路素子において、少なくとも1つのポートの整
合回路を並列容量と直列容量で構成し、この並列容量と
直列容量で構成された整合回路の1つに終端抵抗を接続
したことを特徴とするものである。
【0022】請求項3に係る発明は、請求項1に記載の
非可逆回路素子において、少なくとも1つのポートの整
合回路を並列容量と直列容量及び直列インダクタンスで
構成したことを特徴とするものである。
【0023】請求項4に係る発明は、請求項3に記載の
非可逆回路素子において、並列容量と直列容量及び直列
インダクタンスで構成された整合回路の1つに終端抵抗
を接続したことを特徴とするものである。
【0024】請求項5に係る発明は、請求項2及び請求
項4に記載の非可逆回路素子において、終端抵抗として
印刷抵抗を用いたことを特徴とするものである。
【0025】請求項6に係る発明は、請求項1乃至請求
項5に記載の非可逆回路素子において、整合回路及び各
中心電極の一部または全てを多層基板の内部あるいは表
面に形成したことを特徴とするものである。
【0026】
【作用】上記の構成によれば、終端抵抗が接続されるポ
ートの整合回路内に直列容量を含んで構成することがで
き、終端抵抗と中心電極間を直流的にオープンとするこ
とができる。すなわち、終端抵抗として印刷抵抗を用い
た場合でも、工程のどの段階においても抵抗の測定、調
整(トリミング)を行うことができる。また、この直列
容量が付加されたことにより、整合回路を構成するパラ
メータが増え、整合条件の設定、調整をより適正に行う
ことができる。さらに整合回路に上記直列容量に加え、
直列インダクタンスを付加すれば、整合条件の設定、調
整をさらに容易にかつ適正に行うことができる。また、
整合回路内に直列容量と直列インダクタンスを付加した
場合は、終端抵抗はどの様な値に設定することもでき、
また、この場合、終端抵抗を接続せず構成すれば、容易
にサーキュレータとすることができる。
【0027】また、終端抵抗は、はんだ付け、導電ペー
スト等を用いることなく接続できる。
【0028】また、中心電極、整合回路等を多層基板で
形成することにより、より小型化(薄型化)が実現でき
る。
【0029】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて具体的に説明する。図において、従来例と同一部分
または相当する部分については同一符号を付す。以下の
実施例のアイソレータの全体構造は、従来例の図11に
示したものと同様の構造であり、終端抵抗としてチップ
抵抗に代えて印刷抵抗を用いたものであり、図示及びそ
の説明を省略する。
【0030】本発明の第1実施例であるアイソレータの
等価回路図を図1及び図2に示す。図1及び図2の等価
回路図に示すように、この実施例のアイソレータは終端
ポートP3の整合回路を並列容量C3と直列容量C4で
構成したものであり、終端ポートP3には終端抵抗Rが
接続されている。入出力ポートP1,P2の整合回路は
従来例と同様に並列容量C1,C2で構成されている。
【0031】すなわち、図1に示す等価回路は、従来例
の図10に示す等価回路において、中心電極を等価的に
示すインダクタンスLと並列容量C3間に直列容量C4
を付加して構成され、図2に示す等価回路は、並列容量
C3と終端抵抗R間に直列容量C4を付加して構成され
ている。この場合、整合インピーダンスは従来のものよ
り低くなり、終端抵抗Rは従来のものより低く設定され
る。
【0032】このような回路構成にすれば、直列容量C
4により終端抵抗Rの両端が直流的にオープンとなり、
抵抗値の測定が可能となる。
【0033】また、アイソレータの小形化にともない、
一般的にアイソレータの挿入損失が大きくなると、イン
ダクタンスLは純粋なインダクタンス成分とみなせなく
なり、並列容量C3のみでは適正な整合がとれなくな
る。しかし、この構成においては、終端ポートP3の整
合回路が並列容量C3と直列容量C4との2つの回路素
子で構成されているので、この2つの容量を適宜設定、
調整することにより、適正な整合をとることができる。
したがって、終端抵抗での反射を完全に打ち消し、アイ
ソレータの性能をより向上することができる。
【0034】上記図1に示す等価回路を実現する多層基
板の構造を図3に示す。この実施例の多層基板10は、
厚さ数十μm程度の多数の誘電体セラミックグリーンシ
ート11〜19の表面に各種電極をパターン印刷等によ
り形成し、この各シートを積層して圧着し、焼成して一
体化されており、各シート11〜19に形成された各種
電極は、スルーホールにより所定箇所で接続されて構成
されている。
【0035】多層基板10を構成するシート14にはア
ース電極1と容量電極3dが形成されている。この容量
電極3dは、シート13、15の容量電極3cに対応す
る位置に形成され、シート17の中心電極2cにスルー
ホールにより接続されている。シート13の容量電極3
cの両端及びこれに対応するシート14の位置であっ
て、容量電極3d両端の外側にはスルーホールが形成さ
れ、このスルーホールによりシート13の容量電極3c
とシート15の容量電極3cは接続されている。
【0036】そして、シート13の容量電極3cの中央
部にはスルーホールを形成せずに、シート11の終端ポ
ート電極5cとシート17の中心電極2cが導通しない
ように構成されている。
【0037】多層基板10の上面すなわちシート11上
の終端ポート電極5cとアース電極1間には印刷抵抗7
が接続されている。上記以外の構成については、従来例
の図12に示したものと同様の構成であり、その説明を
省略する。
【0038】この構成により、図1に示す並列容量C
1,C2は、シート13、15のそれぞれの容量電極3
a,3bとシート12、14、16のアース電極1との
間に形成されるそれぞれ4つの電極間容量で形成され、
並列容量C3は、シート13、15の容量電極3cとシ
ート12、16のアース電極1との間に形成される2つ
の電極間容量で形成されている。
【0039】直列容量C4は、シート14の容量電極3
dとシート13、15の容量電極3cとの間に形成され
る2つの電極間容量で形成され、インダクタンスLと並
列容量C3間に直列に付加されている。
【0040】次に図2に示す等価回路を実現する多層基
板の構造を図4に示す。この実施例の多層基板10と図
3に示す多層基板10との異なるところは、シート13
の容量電極3cの中央部にこの容量電極3cと分離する
スルーホールを設け、シート15の容量電極3cはスル
ーホールと導通するように形成され、シート14の容量
電極3dにはスルーホールが形成されていないことであ
る。つまり、シート14の容量電極3dは終端ポート電
極5cと導通し、中心電極2cとは導通しないように構
成されている。上記以外の構成については、図3に示し
たものと同一の構成であり、その説明を省略する。
【0041】この構成により、図2に示す直列容量C4
は、シート14の容量電極3dとシート13、15の容
量電極3cとの間に形成される2つの電極間容量で形成
され、終端抵抗Rと並列容量C3間に直列に付加されて
いる。他の並列容量C1,C2,C3は図3で説明した
ものと同様の電極間容量で形成されている。
【0042】本発明の第2実施例であるアイソレータの
等価回路図を図5及び図6に示す。図5及び図6の等価
回路図に示すように、この実施例のアイソレータは終端
ポートP3の整合回路を並列容量C3に直列容量C4と
直列インダクタンスL1を付加して構成したものであ
り、終端ポートP3には終端抵抗Rが接続されている。
入出力ポートP1,P2の整合回路は従来例と同様に並
列容量C1,C2で構成されている。
【0043】すなわち、図5に示す等価回路は、従来例
の図10に示す等価回路において、中心電極で得られる
インダクタンスLと並列容量C3間に直列容量C4と直
列インダクタンスL1を付加して構成され、図6に示す
等価回路は、並列容量C3と終端抵抗R間に直列容量C
4と直列インダクタンスL1を付加して構成されてい
る。
【0044】この場合、整合インピーダンスは直列容量
C4と直列インダクタンスL1の値によりどの様な値に
も設定でき、よって、終端抵抗Rはどの様な値にも設定
することが可能となる。
【0045】このような回路構成にすれば、直列容量C
4により終端抵抗Rの両端が直流的にオープンとなり、
抵抗値の測定が可能となる。
【0046】また、この構成においては、終端ポートP
3の整合回路が並列容量C3と直列容量C4と直列イン
ダクタンスL1の3つの回路素子で構成されているの
で、これらの3つの値を適宜設定、調整することによ
り、最適な整合をとることができる。したがって、終端
抵抗での反射を完全に打ち消し、アイソレータの性能を
より向上することができる。
【0047】さらに、この構成では、アイソレータ動作
周波数で、直列容量C4と直列インダクタンスL1とを
共振するように設定すれば、終端抵抗Rを従来例のもの
と同一の値とすることが可能となる。また、この場合、
ポートP3に終端抵抗Rを接続せずにサーキュレータと
して使用することもできる。
【0048】また、この整合回路は、他のポートP1,
P2にも適用することができる。
【0049】上記図5に示す等価回路を実現する多層基
板の構造を図7に示す。この実施例の多層基板10を構
成するシート17には中心電極2cと導通するインダク
タンス電極4cが形成されている。つまり、中心電極2
cとインダクタンス電極4cとは略L字状の一体のパタ
ーンとして形成されている。
【0050】インダクタンス電極4cの先端部は、シー
ト16、15、14のスルーホールによりシート14の
容量電極3dに接続されている。上記以外の構成につい
ては第1実施例の図3に示すものとほぼ同様の構成とな
っており、シート13、14、15、16のスルーホー
ル形成位置、容量電極の大きさ等を若干変更して形成さ
れている。
【0051】この構成により、図5に示す直列インダク
タンスL1は中心電極2cに導通するインダクタンス電
極4cで形成されている。並列容量C1,C2,C3及
び直列容量C4は図3で説明したものと同様の電極間容
量で形成されている。
【0052】次に、図6に示す等価回路を実現する多層
基板の構造を図8に示す。この実施例の多層基板10を
構成するシート11には終端ポート電極5cと導通する
インダクタンス電極4cが形成されている。つまり、終
端ポート電極5cの印刷抵抗7の反対側にインダクタン
ス電極4cが形成されている。
【0053】インダクタンス電極4cの先端部は、シー
ト11、12、13のスルーホールによりシート14の
容量電極3dに接続されている。上記以外の構成につい
ては第1実施例の図3に示すものとほぼ同様の構成とな
っており、シート12、13、14、15のスルーホー
ル形成位置、容量電極の大きさ等を若干変更して形成さ
れている。
【0054】この構成により、図6に示す直列インダク
タンスL1は終端ポート電極5cに導通するインダクタ
ンス電極4cで形成されている。並列容量C1,C2,
C3及び直列容量C4は図3及び図4で説明したものと
同様の電極間容量で形成されている。図7及び図8の構
造においても、終端ポート電極5cと中心電極2cは導
通しないように構成されている。
【0055】なお、上記第2実施例では、直列容量C4
及び直列インダクタンスL1を中心電極を示すインダク
タンスLと並列容量C3間に、あるいは終端抵抗Rと並
列容量C3間に付加したが、これに限ることはなく、図
9(a)に示すように、インダクタンスLと並列容量C
3間に直列容量C4を、終端抵抗Rと並列容量C3間に
直列インダクタンスL1を付加するようにしてもよく、
あるいは図9(b)に示すように、インダクタンスLと
並列容量C3間に直列インダクタンスL1を、終端抵抗
Rと並列容量C3間に直列容量C4を付加するようにし
てもよい。
【0056】また、上記各実施例では、より小形化を図
るために多層基板で中心電極、整合回路を構成したもの
であるが、これに限るものではなく、中心電極を金属製
の導体で形成したもの、整合回路を基板にディスクリー
トのコンデンサ、コイル等を実装して構成したものでも
よい。
【0057】要するに、本発明は、非可逆回路素子の整
合回路内に直列容量を付加して、中心電極とポート端が
直流的にオープンとなるように構成したことを特徴とす
るものであり、他の構成、構造については、特に限定す
るものではない。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る非可
逆回路素子によれば、少なくとの1つのポートの整合回
路内に直列容量を付加して、中心電極とポート端が直流
的にオープンとなるように構成されており、この直列容
量が付加されたポートに終端抵抗として印刷抵抗を接続
したアイソレータにおいて、抵抗の測定が可能となり、
印刷抵抗の測定、調整をすることができる。つまり、従
来の印刷抵抗を使用したアイソレータにおいて必要であ
った印刷抵抗を調整するためのアース電極の一部削除、
及び印刷抵抗調整後アース電極削除部を再び導通するた
めの工数を不要とし、製造コストを大幅に低減できると
ともに接続の信頼性の低下も起こらない。
【0059】また、製造工程のどの段階においても容易
に抵抗値調整が可能となり抵抗値の調整精度を向上でき
る。また、整合回路に直列容量が付加されたことによ
り、整合回路を構成するパラメータが増え、設計での整
合条件の設定、調整をより容易にかつ適正に行うことが
でき、アイソレータの性能を向上することができる。
【0060】さらに、整合回路に上記直列容量に加え、
直列インダクタンスを付加すれば、整合条件の設定、調
整をさらに容易にかつ適正に行うことが可能となり、最
適な整合を得ることができ、アイソレータの性能をさら
に向上することができる。
【0061】また、整合回路内に直列容量と直列インダ
クタンスを付加した場合は、終端抵抗はどの様な値に設
定することもでき、また、この場合、終端抵抗を接続せ
ず構成すれば、容易にサーキュレータとすることができ
る。
【0062】したがって、本発明によれば、印刷抵抗の
トリミングを容易に行うことができ、アイソレータとサ
ーキュレータとの変更を容易に行うことができる、小型
かつ安価で、信頼性が高く高品質な非可逆回路素子を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るアイソレータの1つ
の等価回路図である。
【図2】本発明の第1実施例に係るアイソレータの他の
等価回路図である。
【図3】図1の等価回路図に対応する多層基板の分解斜
視図である。
【図4】図2の等価回路図に対応する多層基板の分解斜
視図である。
【図5】本発明の第2実施例に係るアイソレータの1つ
の等価回路図である。
【図6】本発明の第2実施例に係るアイソレータの他の
等価回路図である。
【図7】図5の等価回路図に対応する多層基板の分解斜
視図である。
【図8】図6の等価回路図に対応する多層基板の分解斜
視図である。
【図9】(a)及び(b)は第2実施例のアイソレータ
の別の等価回路図である。
【図10】従来のアイソレータの等価回路図である。
【図11】従来のアイソレータの全体構造の一例を示す
分解斜視図である。
【図12】図10の等価回路図に対応する多層基板の分
解斜視図である。
【図13】印刷抵抗を形成した多層基板の斜視図であ
る。
【図14】従来の印刷抵抗を形成した多層基板の抵抗ト
リミング時の斜視図である。
【符号の説明】
P1,P2,P3 ポート C1,C2,C3 並列容量 C4 直列容量 L1 直列インダクタンス R 終端抵抗 1 アース電極 2a,2b,2c 中心電極 3a,3b,3c,3d 容量電極 4c インダクタンス電極 5a,5b,5c ポート電極 7 印刷抵抗 10 多層基板 11〜19 セラミックシート

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の中心電極を交差するように配置
    し、該中心電極の交差部分にフェライトを当接させると
    ともに直流磁界を印加し、前記各中心電極の一端部と各
    ポート間に整合回路を接続し、他端部をアースに接続し
    てなる非可逆回路素子において、 前記ポートの少なくとも1つのポートの整合回路内に直
    列容量を含むことを特徴とする非可逆回路素子。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも1つのポートの整合回路
    を並列容量と直列容量で構成し、この並列容量と直列容
    量で構成された整合回路の1つに終端抵抗を接続したこ
    とを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1つのポートの整合回路
    を並列容量と直列容量及び直列インダクタンスで構成し
    たことを特徴とする請求項1に記載の非可逆回路素子。
  4. 【請求項4】 前記並列容量と直列容量及び直列インダ
    クタンスで構成された整合回路の1つに終端抵抗を接続
    したことを特徴とする請求項3に記載の非可逆回路素
    子。
  5. 【請求項5】 前記終端抵抗として印刷抵抗を用いたこ
    とを特徴とする請求項2及び請求項4に記載の非可逆回
    路素子。
  6. 【請求項6】 前記整合回路及び各中心電極の一部また
    は全てを多層基板の内部あるいは表面に形成したことを
    特徴とする請求項1乃至請求項5に記載の非可逆回路素
    子。
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