JPH11258274A - プロ―ブ・チップ及びケ―ブル損失補償方法 - Google Patents
プロ―ブ・チップ及びケ―ブル損失補償方法Info
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- JPH11258274A JPH11258274A JP11009192A JP919299A JPH11258274A JP H11258274 A JPH11258274 A JP H11258274A JP 11009192 A JP11009192 A JP 11009192A JP 919299 A JP919299 A JP 919299A JP H11258274 A JPH11258274 A JP H11258274A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cable
- probe tip
- component
- node
- probe
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/02—General constructional details
- G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
- G01R1/067—Measuring probes
- G01R1/06772—High frequency probes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】測定器への各種の接続ケーブルの周波数補償を
行なうことができるプローブ・チップを提供する。 【構成・作用】例えばRCネットワークである特定のケ
ーブルの周波数依存減衰特性の補償を行なうようにして
おき、接続部1010、1012を切り離して別のネッ
トワークと交換することにより、別のケーブルについて
の補償を行なうようにする。
行なうことができるプローブ・チップを提供する。 【構成・作用】例えばRCネットワークである特定のケ
ーブルの周波数依存減衰特性の補償を行なうようにして
おき、接続部1010、1012を切り離して別のネッ
トワークと交換することにより、別のケーブルについて
の補償を行なうようにする。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は一般には電子測定器
に関するものであり、とりわけ、オシロスコープ及び高
速信号を分析するための他の測定器に関する。さらに言
えば、本発明は高速/高周波信号を電子測定器に接続す
るためのプローブ・チップに関する。
に関するものであり、とりわけ、オシロスコープ及び高
速信号を分析するための他の測定器に関する。さらに言
えば、本発明は高速/高周波信号を電子測定器に接続す
るためのプローブ・チップに関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】電子測定器は、試験対象の
いかなる回路、装置、またはシステムに対しても接続が
必要になる。これは、一般に、ユーザが被試験回路に接
続するプローブによって行なわれる。このプローブによ
って、被試験回路ノードとの電気的接続が確立し、その
ノードに生じる信号がケーブルを伝って測定器に送られ
る。
いかなる回路、装置、またはシステムに対しても接続が
必要になる。これは、一般に、ユーザが被試験回路に接
続するプローブによって行なわれる。このプローブによ
って、被試験回路ノードとの電気的接続が確立し、その
ノードに生じる信号がケーブルを伝って測定器に送られ
る。
【0003】あいにく、現実のケーブルの特性が理想的
ではないために、信号は、ケーブルに沿ってプローブか
ら測定器に送られる際に劣化する。この信号損失は周波
数に比例して増大する。この高周波成分の損失のため
に、オシロスコープに表示する際、方形波のような信号
が不正確に表示される。すなわち、オシロスコープに表
示する際、方形波のリーディング・エッジに丸みがある
ように見えてしまう。
ではないために、信号は、ケーブルに沿ってプローブか
ら測定器に送られる際に劣化する。この信号損失は周波
数に比例して増大する。この高周波成分の損失のため
に、オシロスコープに表示する際、方形波のような信号
が不正確に表示される。すなわち、オシロスコープに表
示する際、方形波のリーディング・エッジに丸みがある
ように見えてしまう。
【0004】
【目的】従って、本発明の目的は、現実のケーブルの非
理想的な特性による高周波信号成分の損失を補償する装
置及び方法を提供することにある。本発明のもう1つの
目的は、ユーザにとって便利なように、かつ、被試験回
路に対するプローブの容量負荷が最小になるように、プ
ローブ・チップのサイズを最小限に抑えることにある。
本発明のさらにもう1つの目的は、測定器に入力される
信号の減衰並びにプローブ・インピーダンスを変化させ
ることが可能な方法を提供することにある。
理想的な特性による高周波信号成分の損失を補償する装
置及び方法を提供することにある。本発明のもう1つの
目的は、ユーザにとって便利なように、かつ、被試験回
路に対するプローブの容量負荷が最小になるように、プ
ローブ・チップのサイズを最小限に抑えることにある。
本発明のさらにもう1つの目的は、測定器に入力される
信号の減衰並びにプローブ・インピーダンスを変化させ
ることが可能な方法を提供することにある。
【0005】
【概要】本発明によれば、交換可能なプローブ・チップ
内に配置された、ケーブル損失をなくすように調整した
ネットワークによって、ケーブル損失が補償される。こ
の補償ネットワークは、プローブ・チップのサイズを最
小限に抑えるために受動コンポーネントだけから製作す
ることができる。交換可能なプローブ・チップ内に補償
ネットワークを配置することによって、各種の信号減衰
及びプローブ・インピーダンスを得るために各種のチッ
プを利用することができるようになる。望ましい実施例
では、補償ネットワークは抵抗とコンデンサを並列接続
したものを抵抗性素子と直列に接続したものである。こ
れによって所望の減衰を生じさせるとともにケーブル損
失を補償する、抵抗性デバイダが形成される。これらの
素子は、プローブ・チップ・ハウジング内に配置されて
おりレーザ・トリミングを施した厚膜コンポーネントで
構成することができる。この結果、前記コンポーネント
は、プローブ・チップ・ハウジングを取り替えることに
よって、他のコンポーネント値に置き換えることができ
る。交換可能なプローブ・チップによって、ユーザがさ
まざまな減衰量、入力インピーダンス、及び補償特性を
選択できるようになる。
内に配置された、ケーブル損失をなくすように調整した
ネットワークによって、ケーブル損失が補償される。こ
の補償ネットワークは、プローブ・チップのサイズを最
小限に抑えるために受動コンポーネントだけから製作す
ることができる。交換可能なプローブ・チップ内に補償
ネットワークを配置することによって、各種の信号減衰
及びプローブ・インピーダンスを得るために各種のチッ
プを利用することができるようになる。望ましい実施例
では、補償ネットワークは抵抗とコンデンサを並列接続
したものを抵抗性素子と直列に接続したものである。こ
れによって所望の減衰を生じさせるとともにケーブル損
失を補償する、抵抗性デバイダが形成される。これらの
素子は、プローブ・チップ・ハウジング内に配置されて
おりレーザ・トリミングを施した厚膜コンポーネントで
構成することができる。この結果、前記コンポーネント
は、プローブ・チップ・ハウジングを取り替えることに
よって、他のコンポーネント値に置き換えることができ
る。交換可能なプローブ・チップによって、ユーザがさ
まざまな減衰量、入力インピーダンス、及び補償特性を
選択できるようになる。
【0006】
【実施例】図1には、ケーブル損失の補償に利用される
交換可能な抵抗デバイダ・プローブ・チップ中の一次R
Cネットワークの概略図が示されている。プローブ・チ
ップの端部にあるノードT1は被試験回路のノードに接
続するために用いられる。ノードGNDは、被試験回路
と測定器の間に共通のアースを確立するために使用され
る。ノードT1は、抵抗器R1 1006とC1 100
8を並列に組み合わせたものに接続される。抵抗器R1
1006とC1 1008を並列に組み合わせたものの
もう一方の端部は、ノードN1に接続される。R2 1
004は、ノードN1とノードCINの間に接続され
る。ノードCINは、ケーブル1002への入力であ
る。ケーブル1002のもう一方の端部はノードCOU
Tである。ノードCOUTは、最終的に信号を測定器に
結合するコネクタ・ボックスに接続されるか、あるいは
測定器の入力に直接接続される。ケーブル1002は特
性インピーダンスZ0を持っている。接地ノードGND
は、ケーブル1002の外被を介してコネクタ・ボック
スまたは測定器に接続される。プローブ・チップは、ノ
ードT1、GND、N1、CIN、及びコンポーネント
R1 1006、CI1008、R2 1004を有して
おり、これらは全てある種のハウジングに収容されてい
る。ノードCINとGNDの各々の上にあるコネクタ1
010と1012によって、プローブ・チップとケーブ
ル1002を切り離すことができる。こうして、R1
1006、C1 1008、及びR2 1004のコンポ
ーネント値が異なる複数のプローブ・チップを互いに差
し替えて、各種の入力特性が得られるようにすることが
できる。
交換可能な抵抗デバイダ・プローブ・チップ中の一次R
Cネットワークの概略図が示されている。プローブ・チ
ップの端部にあるノードT1は被試験回路のノードに接
続するために用いられる。ノードGNDは、被試験回路
と測定器の間に共通のアースを確立するために使用され
る。ノードT1は、抵抗器R1 1006とC1 100
8を並列に組み合わせたものに接続される。抵抗器R1
1006とC1 1008を並列に組み合わせたものの
もう一方の端部は、ノードN1に接続される。R2 1
004は、ノードN1とノードCINの間に接続され
る。ノードCINは、ケーブル1002への入力であ
る。ケーブル1002のもう一方の端部はノードCOU
Tである。ノードCOUTは、最終的に信号を測定器に
結合するコネクタ・ボックスに接続されるか、あるいは
測定器の入力に直接接続される。ケーブル1002は特
性インピーダンスZ0を持っている。接地ノードGND
は、ケーブル1002の外被を介してコネクタ・ボック
スまたは測定器に接続される。プローブ・チップは、ノ
ードT1、GND、N1、CIN、及びコンポーネント
R1 1006、CI1008、R2 1004を有して
おり、これらは全てある種のハウジングに収容されてい
る。ノードCINとGNDの各々の上にあるコネクタ1
010と1012によって、プローブ・チップとケーブ
ル1002を切り離すことができる。こうして、R1
1006、C1 1008、及びR2 1004のコンポ
ーネント値が異なる複数のプローブ・チップを互いに差
し替えて、各種の入力特性が得られるようにすることが
できる。
【0007】望ましい実施例では、ケーブル1002
は、特性インピーダンスZ0=50Ωである。ある周波
数を超えるAC信号に関して10:1の減衰を生じさせ
るプローブ・チップを製作して、ケーブル1002での
損失を補償するため、R1、R2、及びC1の値は、そ
れぞれ60Ω、390Ω、及び70pFになる。R1と
R2は、C1の影響及びケーブル損失が微々たるもので
ある周波数において、450Ωの抵抗を形成する。この
ような周波数では、R1とR2のインピーダンス及び終
端されたケーブル1002の特性インピーダンスZ0に
よって、分圧器が形成される。特性インピーダンスZ0
は50Ωであり、ケーブルが50Ωで終端されているの
で、またR1及びR2のインピーダンスの合計が450
Ωになるため、ノードT1における信号の10%しかケ
ーブル1002に結合されない。これは、10:1の減
衰に相当する。C1の影響がかなりのものになる周波数
では、C1はR1を「短絡させる」働きをして、R1、
R2、及びC1の組み合わせによって得られるインピー
ダンスが450Ω未満になるようにする。これによっ
て、このような周波数における信号のより多くをケーブ
ル1002に結合させることができる。しかし、R1、
R2、及びC1の選択は、このような周波数での信号の
増加分が、このような周波数における信号のうちの実際
にケーブル1002を通ってCOUTまで到達するもの
が少なくなるということによって生じる影響を相殺する
ように行われた。
は、特性インピーダンスZ0=50Ωである。ある周波
数を超えるAC信号に関して10:1の減衰を生じさせ
るプローブ・チップを製作して、ケーブル1002での
損失を補償するため、R1、R2、及びC1の値は、そ
れぞれ60Ω、390Ω、及び70pFになる。R1と
R2は、C1の影響及びケーブル損失が微々たるもので
ある周波数において、450Ωの抵抗を形成する。この
ような周波数では、R1とR2のインピーダンス及び終
端されたケーブル1002の特性インピーダンスZ0に
よって、分圧器が形成される。特性インピーダンスZ0
は50Ωであり、ケーブルが50Ωで終端されているの
で、またR1及びR2のインピーダンスの合計が450
Ωになるため、ノードT1における信号の10%しかケ
ーブル1002に結合されない。これは、10:1の減
衰に相当する。C1の影響がかなりのものになる周波数
では、C1はR1を「短絡させる」働きをして、R1、
R2、及びC1の組み合わせによって得られるインピー
ダンスが450Ω未満になるようにする。これによっ
て、このような周波数における信号のより多くをケーブ
ル1002に結合させることができる。しかし、R1、
R2、及びC1の選択は、このような周波数での信号の
増加分が、このような周波数における信号のうちの実際
にケーブル1002を通ってCOUTまで到達するもの
が少なくなるということによって生じる影響を相殺する
ように行われた。
【0008】R1、R2、及びC1について選択される
値は、所望の減衰、ケーブル1002の特性インピーダ
ンス、及びケーブル1002の理想特性からのずれによ
って決まる。例えば、ケーブル1002の理想特性から
のずれが低周波数領域においてかなりのものである場合
にはC1の値を増すことが必要になる。
値は、所望の減衰、ケーブル1002の特性インピーダ
ンス、及びケーブル1002の理想特性からのずれによ
って決まる。例えば、ケーブル1002の理想特性から
のずれが低周波数領域においてかなりのものである場合
にはC1の値を増すことが必要になる。
【0009】もちろん、請求の範囲に記載した発明は上
述の望ましい実施例によって限定されるべきではなく、
本発明の概念の範囲及び精神内の他の修正及び変更を包
含するものであることを理解しなければならない。例え
ば、ケーブル損失を補償するために利用されるチップ内
の一次RCネットワークは、非一次周波数依存ケーブル
損失特性をより正確に補償するもっと複雑なネットワー
クに置き換えることができる。
述の望ましい実施例によって限定されるべきではなく、
本発明の概念の範囲及び精神内の他の修正及び変更を包
含するものであることを理解しなければならない。例え
ば、ケーブル損失を補償するために利用されるチップ内
の一次RCネットワークは、非一次周波数依存ケーブル
損失特性をより正確に補償するもっと複雑なネットワー
クに置き換えることができる。
【0010】以下に本発明の実施態様の例を列挙する。
【0011】〔実施態様1〕以下の(a)から(c)を設けた
電子測定器のプローブ・チップ: (a) 前記プローブ・チップを回路に接続するためのチッ
プ・ノード; (b) 前記チップ・ノード及びケーブル(1002)に結
合され、前記ケーブルにおける周波数依存減衰を相殺す
る応答を有する補償ネットワーク(1004、100
6、1008); (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)に結合されており、前記ケーブル(1002)か
ら前記プローブ・チップを非破壊的に分離することがで
きるように非永久性になっている、前記ケーブル(10
02)に対する非永久接続部(1010、1012)。
電子測定器のプローブ・チップ: (a) 前記プローブ・チップを回路に接続するためのチッ
プ・ノード; (b) 前記チップ・ノード及びケーブル(1002)に結
合され、前記ケーブルにおける周波数依存減衰を相殺す
る応答を有する補償ネットワーク(1004、100
6、1008); (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)に結合されており、前記ケーブル(1002)か
ら前記プローブ・チップを非破壊的に分離することがで
きるように非永久性になっている、前記ケーブル(10
02)に対する非永久接続部(1010、1012)。
【0012】〔実施態様2〕前記補償ネットワーク(1
004、1006、1008)がプローブ・チップ・ハ
ウジングに収容されていることを特徴とする実施態様1
に記載のプローブ・チップ。
004、1006、1008)がプローブ・チップ・ハ
ウジングに収容されていることを特徴とする実施態様1
に記載のプローブ・チップ。
【0013】〔実施態様3〕以下の(a)から(c)を設けた
電子測定器のプローブ・チップ: (a) プローブ・チップを回路に接続するためのチップ・
ノード; (b) 前記チップ・ノードに結合され、非永久接続部(1
010、1012)によって第1の周波数依存減衰を有
するケーブル(1002)に接続されており、前記第1
の周波数依存減衰効果を相殺して第1の周波数独立減衰
を生じさせる第2の周波数依存減衰を有する補償ネット
ワーク(1004、1006、1008); (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)を収容するプローブ・チップ・ハウジング。
電子測定器のプローブ・チップ: (a) プローブ・チップを回路に接続するためのチップ・
ノード; (b) 前記チップ・ノードに結合され、非永久接続部(1
010、1012)によって第1の周波数依存減衰を有
するケーブル(1002)に接続されており、前記第1
の周波数依存減衰効果を相殺して第1の周波数独立減衰
を生じさせる第2の周波数依存減衰を有する補償ネット
ワーク(1004、1006、1008); (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)を収容するプローブ・チップ・ハウジング。
【0014】〔実施態様4〕前記チップ・ノード、前記
補償ネットワーク(1004、1006、1008)、
及び前記プローブ・チップ・ハウジングの組み合わせ
を、第2のチップ・ノード、第2の補償ネットワーク、
及び第2のプローブ・チップ・ハウジングの別の組み合
わせと交換することによって、第2の周波数独立減衰を
提供することを特徴とする実施態様3に記載のプローブ
・チップ。
補償ネットワーク(1004、1006、1008)、
及び前記プローブ・チップ・ハウジングの組み合わせ
を、第2のチップ・ノード、第2の補償ネットワーク、
及び第2のプローブ・チップ・ハウジングの別の組み合
わせと交換することによって、第2の周波数独立減衰を
提供することを特徴とする実施態様3に記載のプローブ
・チップ。
【0015】〔実施態様5〕前記補償ネットワーク(1
004、1006、1008)が第1の周波数範囲にわ
たって第1のインピーダンスを有しており、前記第1の
インピーダンスが抵抗とリアクタンスから構成され、前
記ケーブル(1002)が特性インピーダンスを有し、
前記抵抗と前記特性インピーダンスが分圧器を形成し
て、前記第1の周波数範囲にわたって前記第1の周波数
依存独立減衰を提供することを特徴とする実施態様4に
記載のプローブ・チップ。
004、1006、1008)が第1の周波数範囲にわ
たって第1のインピーダンスを有しており、前記第1の
インピーダンスが抵抗とリアクタンスから構成され、前
記ケーブル(1002)が特性インピーダンスを有し、
前記抵抗と前記特性インピーダンスが分圧器を形成し
て、前記第1の周波数範囲にわたって前記第1の周波数
依存独立減衰を提供することを特徴とする実施態様4に
記載のプローブ・チップ。
【0016】〔実施態様6〕前記補償ネットワーク(1
004、1006、1008)が第2の周波数範囲にわ
たって周波数依存インピーダンスを有し、前記周波数依
存インピーダンス及び前記特性インピーダンスが分圧器
を形成して、前記前記第2の周波数範囲にわたって前記
第1の周波数独立減衰を提供することを特徴とする実施
態様4に記載のプローブ・チップ。
004、1006、1008)が第2の周波数範囲にわ
たって周波数依存インピーダンスを有し、前記周波数依
存インピーダンス及び前記特性インピーダンスが分圧器
を形成して、前記前記第2の周波数範囲にわたって前記
第1の周波数独立減衰を提供することを特徴とする実施
態様4に記載のプローブ・チップ。
【0017】〔実施態様7〕前記補償ネットワーク(1
004、1006、1008)が、並列に接続されてR
C並列接続構成を形成する第1の抵抗器(1006)及
び第1のコンデンサ(1008)を有することを特徴と
する実施態様6に記載のプローブ・チップ。
004、1006、1008)が、並列に接続されてR
C並列接続構成を形成する第1の抵抗器(1006)及
び第1のコンデンサ(1008)を有することを特徴と
する実施態様6に記載のプローブ・チップ。
【0018】〔実施態様8〕前記RC並列接続構成(1
006、1008)と直列に接続された第2の抵抗器
(1004)を含むことを特徴とする実施態様7に記載
のプローブ。
006、1008)と直列に接続された第2の抵抗器
(1004)を含むことを特徴とする実施態様7に記載
のプローブ。
【0019】〔実施態様9〕以下のステップ(a)から(c)
を含むケーブル損失を補償する方法: (a) 被試験回路にチップ・ノードを接続する; (b) 前記チップ・ノードを補償ネットワーク(100
4、1006、1008)及び非永久接続(1010、
1012)を介してケーブル(1002)に結合する:
前記ケーブルは第1の周波数依存減衰を有し、前記補償
ネットワーク(1004、1006、1008)は第2
の周波数依存減衰を有し、前記第2の周波数依存減衰に
よって前記第1の周波数依存減衰の影響を相殺して第1
の周波数独立減衰を提供する; (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)を収容するプローブ・チップ・ハウジング内に前
記補償ネットワーク(1004、1006、1008)
を配置する。
を含むケーブル損失を補償する方法: (a) 被試験回路にチップ・ノードを接続する; (b) 前記チップ・ノードを補償ネットワーク(100
4、1006、1008)及び非永久接続(1010、
1012)を介してケーブル(1002)に結合する:
前記ケーブルは第1の周波数依存減衰を有し、前記補償
ネットワーク(1004、1006、1008)は第2
の周波数依存減衰を有し、前記第2の周波数依存減衰に
よって前記第1の周波数依存減衰の影響を相殺して第1
の周波数独立減衰を提供する; (c) 前記補償ネットワーク(1004、1006、10
08)を収容するプローブ・チップ・ハウジング内に前
記補償ネットワーク(1004、1006、1008)
を配置する。
【0020】〔実施態様10〕前記チップ・ノード、前
記補償ネットワーク(1004、1006、100
8)、及び前記プローブ・チップ・ハウジングと、第2
のチップ・ノード、第2の補償ネットワーク、及び第2
のプローブ・チップ・ハウジングを交換して、第2の周
波数独立減衰を提供することを特徴とする実施態様9に
記載の方法。
記補償ネットワーク(1004、1006、100
8)、及び前記プローブ・チップ・ハウジングと、第2
のチップ・ノード、第2の補償ネットワーク、及び第2
のプローブ・チップ・ハウジングを交換して、第2の周
波数独立減衰を提供することを特徴とする実施態様9に
記載の方法。
【図1】ケーブル損失を補償するために利用される交換
可能な抵抗デバイダ・プローブ・チップにおける一次R
Cネットワークの概略図である。
可能な抵抗デバイダ・プローブ・チップにおける一次R
Cネットワークの概略図である。
1002:ケーブル 1004:抵抗器R2 1006:抵抗器R1 1008:コンデンサC1 CIN:ノード COUT:ノード GND:接地ノード N1:ノード T1:ノード Z0:特性インピーダンス
Claims (1)
- 【請求項1】以下の(a)から(c)を設けた電子測定器のプ
ローブ・チップ: (a) 前記プローブ・チップを回路に接続するためのチッ
プ・ノード; (b) 前記チップ・ノード及びケーブルに結合され、前記
ケーブルにおける周波数依存減衰を相殺する応答を有す
る補償ネットワーク; (c) 前記補償ネットワークに結合されており、前記ケー
ブルから前記プローブ・チップを非破壊的に分離するこ
とができるように非永久性になっている、前記ケーブル
に対する非永久接続部。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US016,172 | 1998-01-30 | ||
US09/016,172 US6094042A (en) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | Probe compensation for losses in a probe cable |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11258274A true JPH11258274A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=21775780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11009192A Pending JPH11258274A (ja) | 1998-01-30 | 1999-01-18 | プロ―ブ・チップ及びケ―ブル損失補償方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6094042A (ja) |
JP (1) | JPH11258274A (ja) |
DE (1) | DE19838586C2 (ja) |
GB (1) | GB2333846B (ja) |
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