CN105049186A - 一种0.3阶链式与t型分数阶积分切换方法及电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法及电路,一种链式0.3阶分数阶积分与一种0.3阶T型分数阶积分通过二选一模拟开关器进行选择控制输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择T型分数阶积分输出,或是,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择T型分数阶积分输出。本发明采用二选一的模拟开关,实现了0.3阶链式分数阶积分电路和0.3阶T型分数阶积分电路的自动切换,使0.3阶分数阶积分电路用于保密通信中时,提高了0.3阶分数阶积分的复杂性,增加了破译的难度,有利于通信的安全性。

Description

一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法及电路
技术领域
本发明涉及一种0.3阶分数阶积分切换方法及电路,特别涉及一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法及电路。
背景技术
实现0.3阶分数阶积分电路的结构主要有链式分数阶积分形式、T型分数阶积分形式和T型分数阶积分形式,这三种实现0.3阶分数阶积分电路的结构均有三部分电阻和电容组成,利用上述三种结构形式实现分数阶积分电路的方法和电路己有报道,但利用不同形式的0.3阶分数阶积分电路之间切换的方法来实现0.3阶分数阶积分方法及电路还未见报道,本发明提供了一种实现0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法及电路。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种0.3阶链式分数阶积分与T型分数阶积分切换方法及电路,本发明采用如下技术手段实现发明目的:
1、一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法,其特征是在于:一种链式0.3阶分数阶积分与一种0.3阶T型分数阶积分通过二选一模拟开关器进行选择控制输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择T型分数阶积分输出,或是,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择T型分数阶积分输出。
2、一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路,其特征在于:所述一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路由0.3阶链式分数阶积分电路和0.3阶T型分数阶积分电路及二选一模拟开关U0三部分组成,所述0.3阶链式分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RLx与电容CLx并联,形成第一部分,电阻RLy与电容CLy并联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行串联,电阻RLz与电容CLz并联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行串联,电阻RLw与电容CLw并联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行串联,电阻RLu与电容CLu并联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行串联,电阻输出引脚LA接第一部分,输出引脚LB接第五部分;所述0.3阶T型分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RTx与电容CTx并联,形成第一部分,电阻RTy与电容CTy串联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行并联,电阻RTz与电容CTz串联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行并联,电阻RTw与电容CTw串联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行并联,电阻RTu与电容CTu串联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行并联,电阻输出引脚TA接第一部分,输出引脚TB接第五部分;所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LB接所述二选一模拟开关U0的SB引脚,所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TB接所述二选一模拟开关U0的SA引脚,所述二选一模拟开关U0的输出引脚D作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输出,二选一模拟开关U0的控制引脚IN作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的控制,所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LA和所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TA分别作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输入引脚,所述二选一模拟开关U0采用ADG884,所述电阻RLx=2.05M,所述电位器RLx1=51K和所述电阻RLx2=2M、RLx3=0K、RLx4=0K、RLx5=0K,所述电容CLx=22.64uF,所述电容CLx1=10uF、CLx2=10uF、CLx3=2.2uF、CLx4=470nF;所述电阻RLy=0.938M,所述电位器RLy1=0.5M和所述电阻RLy2=200K、RLy3=200K、RLy4=20K、RLy5=20K,所述电容CLy=5.52uF,所述电容CLy1=2.2uF、CLy2=2.2uF、CLy3=1uF、CLy4=100nF;所述电阻RLz=0.483M,所述电位器RLz1=51K和所述电阻RLz2=200K、RLz3=200K、RLz4=20K、RLz5=10K,所述电容CLz=1.2uF,所述电容CLz1=1uF、CLz2=100nF、CLz3=100nF、CLz4悬空;所述电阻RLw=0.362M,所述电位器RLw1=51K和所述电阻RLw2=200K、RLw3=10K、RLw4=1K、RLw5=0K,所述电容CLw=0.346uF,所述电容CLw1=220nF、CLw2=10nF、CLw3=10nF、CLw4悬空,所述电阻RLu=0.3498M,所述电位器RLu1=25.5K和所述电阻RLu2=200K、RLu3=20K、RLu4=2K、RLu5=2K,所述电容CLu=0.029uF,所述链式分数阶积分电路II的电容CLu1=10nF、CLu2=10nF、CLu3=10nF、CLu4悬空,所述电阻RTx=3.983M,所述电位器RTx1=0K和所述电阻RTx2=3.3M、RTx3=680K、RTx4=2K、RTx5=1K,所述电容CTx=0.02512uF,所述电容CTx1=22nF、CTx2=2.2nF、CTx3=1nF、CTx4悬空;所述电阻RTy=4.908M,所述电位器Ry1=1K和所述电阻RTy2=3.9M、RTy3=1M、RTy4=5.1K、RTy5=2K,所述电容CTy=4.898uF,所述电容CTy1=4.7uF、CTy2=150nF、CTy3=47nF、CTy4悬空;所述电阻RTz=2.401M,所述电位器RTz1=0K和所述电阻RTz2=2M、RTz3=200K、RTz4=200K、RTz5=1K,所述电容CTz=1.117uF,所述电容CTz1=1uF、CTz2=100nF、CTz3=10nF、CTz4=4.7nF;所述电阻RTw=1.248M,所述电位器RTw1=8K和所述电阻RTw2=1M、RTw3=200K、RTw4=20K、RTw5=20K,所述电容CTw=0.3399uF,所述电容CTw1=220nF、CTw2=10nF、CTw3=6.8nF、CTw4=3.3nF;所述电阻RTu=0.710M,所述电位器RTu1=0K和所述电阻RTu2=500K、RTu3=200K、RTu4=10K、RTu5=0K,所述电容CTu=0.04704uF,所述电容CTu1=47nF、CTu2悬空、CTu3悬空、CTu4悬空。
本发明的有益果是:采用二选一的模拟开关,实现了0.3阶链式分数阶积分电路和0.3阶T型分数阶积分电路的自动切换,使0.3阶分数阶积分电路用于保密通信中时,提高了0.3阶分数阶积分的复杂性,增加了破译的难度,有利于通信的安全性。
附图说明
图1为本发明的链式与T型分数阶积分切换电路内部实际连接图。
图2为本发明的链式与T型分数阶积分切换电路0.3阶链式积分电路实际连接图。
图3为本发明的链式与T型分数阶积分切换电路0.3阶T型积分电路实际连接图。
图4为本发明的链式与T型分数阶积分切换电路示意图。
图5为本发明优选实施例的电路连接结构示意图。
图6、图7和图8为本发明的电路实际连接图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述,参见图1-图8。
1、一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法,其特征是在于:一种链式0.3阶分数阶积分与一种0.3阶T型分数阶积分通过二选一模拟开关器进行选择控制输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择T型分数阶积分输出,或是,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择T型分数阶积分输出。
2、一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路,其特征在于:所述一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路由0.3阶链式分数阶积分电路和0.3阶T型分数阶积分电路及二选一模拟开关U0三部分组成,所述0.3阶链式分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RLx与电容CLx并联,形成第一部分,电阻RLy与电容CLy并联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行串联,电阻RLz与电容CLz并联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行串联,电阻RLw与电容CLw并联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行串联,电阻RLu与电容CLu并联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行串联,电阻输出引脚LA接第一部分,输出引脚LB接第五部分;所述0.3阶T型分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RTx与电容CTx并联,形成第一部分,电阻RTy与电容CTy串联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行并联,电阻RTz与电容CTz串联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行并联,电阻RTw与电容CTw串联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行并联,电阻RTu与电容CTu串联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行并联,电阻输出引脚TA接第一部分,输出引脚TB接第五部分;所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LB接所述二选一模拟开关U0的SB引脚,所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TB接所述二选一模拟开关U0的SA引脚,所述二选一模拟开关U0的输出引脚D作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输出,二选一模拟开关U0的控制引脚IN作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的控制,所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LA和所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TA分别作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输入引脚,所述二选一模拟开关U0采用ADG884,所述电阻RLx=2.05M,所述电位器RLx1=51K和所述电阻RLx2=2M、RLx3=0K、RLx4=0K、RLx5=0K,所述电容CLx=22.64uF,所述电容CLx1=10uF、CLx2=10uF、CLx3=2.2uF、CLx4=470nF;所述电阻RLy=0.938M,所述电位器RLy1=0.5M和所述电阻RLy2=200K、RLy3=200K、RLy4=20K、RLy5=20K,所述电容CLy=5.52uF,所述电容CLy1=2.2uF、CLy2=2.2uF、CLy3=1uF、CLy4=100nF;所述电阻RLz=0.483M,所述电位器RLz1=51K和所述电阻RLz2=200K、RLz3=200K、RLz4=20K、RLz5=10K,所述电容CLz=1.2uF,所述电容CLz1=1uF、CLz2=100nF、CLz3=100nF、CLz4悬空;所述电阻RLw=0.362M,所述电位器RLw1=51K和所述电阻RLw2=200K、RLw3=10K、RLw4=1K、RLw5=0K,所述电容CLw=0.346uF,所述电容CLw1=220nF、CLw2=10nF、CLw3=10nF、CLw4悬空,所述电阻RLu=0.3498M,所述电位器RLu1=25.5K和所述电阻RLu2=200K、RLu3=20K、RLu4=2K、RLu5=2K,所述电容CLu=0.029uF,所述链式分数阶积分电路II的电容CLu1=10nF、CLu2=10nF、CLu3=10nF、CLu4悬空,所述电阻RTx=3.983M,所述电位器RTx1=0K和所述电阻RTx2=3.3M、RTx3=680K、RTx4=2K、RTx5=1K,所述电容CTx=0.02512uF,所述电容CTx1=22nF、CTx2=2.2nF、CTx3=1nF、CTx4悬空;所述电阻RTy=4.908M,所述电位器Ry1=1K和所述电阻RTy2=3.9M、RTy3=1M、RTy4=5.1K、RTy5=2K,所述电容CTy=4.898uF,所述电容CTy1=4.7uF、CTy2=150nF、CTy3=47nF、CTy4悬空;所述电阻RTz=2.401M,所述电位器RTz1=0K和所述电阻RTz2=2M、RTz3=200K、RTz4=200K、RTz5=1K,所述电容CTz=1.117uF,所述电容CTz1=1uF、CTz2=100nF、CTz3=10nF、CTz4=4.7nF;所述电阻RTw=1.248M,所述电位器RTw1=8K和所述电阻RTw2=1M、RTw3=200K、RTw4=20K、RTw5=20K,所述电容CTw=0.3399uF,所述电容CTw1=220nF、CTw2=10nF、CTw3=6.8nF、CTw4=3.3nF;所述电阻RTu=0.710M,所述电位器RTu1=0K和所述电阻RTu2=500K、RTu3=200K、RTu4=10K、RTu5=0K,所述电容CTu=0.04704uF,所述电容CTu1=47nF、CTu2悬空、CTu3悬空、CTu4悬空。
3、基于0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的Muthuswamy-Chua混沌系统电路,其特征在于:
(1)Muthuswamy-Chua混沌系统的数学模型i:
d x d t = a y d y d t = - b [ β ( z 2 - 1 ) y + x ] d z d t = ( z - 1 ) y - c z i a = 1 , b = 1 / 3 , c = 0.6 , β = 3 / 2
(2)一个0.3阶Muthuswamy-Chua混沌系统的数学模型ii为:
d α x dt α = a y d α y dt α = - b [ β ( z 2 - 1 ) y + x ] d α z dt α = ( z - 1 ) y - c z i i a = 1 , b = 1 / 3 , c = 0.6 , β = 3 / 2 , α = 0.1
(3)根据0.3阶Muthuswamy-Chua混沌系统的数学模型ii构造模拟电路,利用运算放大器U1、运算放大器U2及电阻和0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5、0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6、0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7构成反相加法器和反相0.3阶分数阶积分器,利用乘法器U3和乘法器U4实现乘法运算,利用运算放大器U8实现比较器,所述运算放大器U1、运算放大器U2和运算放大器U8采用LF347N,所述乘法器U3和乘法器U4采用AD633JN;
所述运算放大器U1连接运算放大器U2、乘法器U4、运算放大器U8和0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5、0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6,所述运算放大器U2连接乘法器U3、乘法器U4和0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7,所述乘法器U3连接运算放大器U1,所述乘法器U4连接运算放大器U2,所述运算放大器U8连接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5、0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6和0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7。
所述运算放大器U1的第1引脚通过电阻R8与U1的第6引脚相接,第2引脚通过电阻R4与第1引脚相接,第3、5、10、12引脚接地,第4引脚接VCC,第11引脚接VEE,第6引脚接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6的LA引脚和TA引脚,第7引脚接输出y,接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6的D引脚,接乘法器U4的第1引脚,通过电阻R5与第2引脚相接,通过电阻R1与第13引脚相接,通过电阻R11接U2的第9引脚,第8引脚接输出x,通过电阻R6与第6引脚相接,接运算放大器U8的第3、5、10引脚,接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5的D引脚,第9引脚接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5的LA引脚和TA引脚,第13引脚通过电阻R2与第14引脚相接,第14引脚通过电阻R3与第9引脚相接,;
所述运算放大器U2的第1、2、6、7引脚悬空,第3、5、10、12引脚接地,第4引脚接VCC,第11引脚接VEE,第8引脚输出z,接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7的D引脚,接乘法器U3的第3引脚,接乘法器U4的第3引脚,通过电阻R12与第9引脚相接,第9引脚接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7的LA引脚和TA引脚,第13引脚接通过电阻R10与第14引脚相接,第14引脚通过电阻R13与第9引脚相接;
所述运算放大器U8的第1引脚通过电阻R14接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5的IN引脚,通过电阻R14和电阻R15接地,第2、6、9、12引脚接地,第4引脚接VCC,第11引脚接VEE,第7引脚通过电阻R16接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6的IN引脚,通过电阻R16和电阻R17接地,第8引脚通过电阻R18接0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7的IN引脚,通过电阻R18和电阻R19接地,第13引脚和第14引脚悬空。
所述乘法器U3的第1引脚接乘法器U4的第7脚,第3引脚接U2的第8引脚,第2、4、6引脚均接地,第5引脚接VEE,第7引脚通过电阻R7接运算放大器U1的第9引脚,第8引脚接VCC;
所述乘法器U4的第1引脚接运算放大器U1的第7脚,第3引脚接运算放大器U2的第8引脚,第2、4、6引脚均接地,第5引脚接VEE,第7引脚通过电阻R9接运算放大器U2第13引脚,接乘法器U3的第1引脚,第8引脚接VCC;
所述0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U5的LA和TA引脚接运算放大器U1的第9引脚,D引脚接接运算放大器U1的第8引脚;
所述0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U6的LA和TA引脚接运算放大器U1的第6引脚,D引脚接接运算放大器U1的第7引脚;
所述0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路U7的LA和TA引脚接运算放大器U2的第9引脚,D引脚接接运算放大器U2的第8引脚。
电路中电阻R1=R3=R5=R6=R9=R10=10kΩ,R2=R11=100kΩ,R4=200kΩ,R4=5kΩ,R8=300kΩ,R12=160kΩ,R14=R16=R18=100KΩ,R15=R17=80KΩ。R19=80KΩ。
当然,上述说明并非对本发明的限制,本发明也不仅限于上述举例,本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换,也属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换方法,其特征是在于:一种链式0.3阶分数阶积分与一种0.3阶T型分数阶积分通过二选一模拟开关器进行选择控制输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择T型分数阶积分输出,或是,当模拟开关器的控制信号为低电平时,选择链式0.3阶分数阶积分输出,当模拟开关器的控制信号为高电平时,选择T型分数阶积分输出。
2.一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路,其特征在于:所述一种0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路由0.3阶链式分数阶积分电路和0.3阶T型分数阶积分电路及二选一模拟开关U0三部分组成,所述0.3阶链式分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RLx与电容CLx并联,形成第一部分,电阻RLy与电容CLy并联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行串联,电阻RLz与电容CLz并联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行串联,电阻RLw与电容CLw并联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行串联,电阻RLu与电容CLu并联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行串联,电阻输出引脚LA接第一部分,输出引脚LB接第五部分;所述0.3阶T型分数阶积分电路由五部分组成,其中电阻RTx与电容CTx并联,形成第一部分,电阻RTy与电容CTy串联,形成第二部分,第二部分与第一部分进行并联,电阻RTz与电容CTz串联,形成第三部分,第三部分与前两部分进行并联,电阻RTw与电容CTw串联,形成第四部分,第四部分与前三部分进行并联,电阻RTu与电容CTu串联,形成第五部分,第五部分与前四部分进行并联,电阻输出引脚TA接第一部分,输出引脚TB接第五部分;所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LB接所述二选一模拟开关U0的SB引脚,所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TB接所述二选一模拟开关U0的SA引脚,所述二选一模拟开关U0的输出引脚D作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输出,二选一模拟开关U0的控制引脚IN作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的控制,所述0.3阶链式分数阶积分电路的输出引脚LA和所述0.3阶T型分数阶积分电路的输出引脚TA分别作为0.3阶链式与T型分数阶积分切换电路的输入引脚,所述二选一模拟开关U0采用ADG884,所述电阻RLx=2.05M,所述电位器RLx1=51K和所述电阻RLx2=2M、RLx3=0K、RLx4=0K、RLx5=0K,所述电容CLx=22.64uF,所述电容CLx1=10uF、CLx2=10uF、CLx3=2.2uF、CLx4=470nF;所述电阻RLy=0.938M,所述电位器RLy1=0.5M和所述电阻RLy2=200K、RLy3=200K、RLy4=20K、RLy5=20K,所述电容CLy=5.52uF,所述电容CLy1=2.2uF、CLy2=2.2uF、CLy3=1uF、CLy4=100nF;所述电阻RLz=0.483M,所述电位器RLz1=51K和所述电阻RLz2=200K、RLz3=200K、RLz4=20K、RLz5=10K,所述电容CLz=1.2uF,所述电容CLz1=1uF、CLz2=100nF、CLz3=100nF、CLz4悬空;所述电阻RLw=0.262M,所述电位器RLw1=51K和所述电阻RLw2=200K、RLw3=10K、RLw4=1K、RLw5=0K,所述电容CLw=0.246uF,所述电容CLw1=220nF、CLw2=10nF、CLw3=10nF、CLw4悬空,所述电阻RLu=0.2498M,所述电位器RLu1=25.5K和所述电阻RLu2=200K、RLu3=20K、RLu4=2K、RLu5=2K,所述电容CLu=0.029uF,所述链式分数阶积分电路II的电容CLu1=10nF、CLu2=10nF、CLu3=10nF、CLu4悬空,所述电阻RTx=3.983M,所述电位器RTx1=0K和所述电阻RTx2=3.3M、RTx3=680K、RTx4=2K、RTx5=1K,所述电容CTx=0.02512uF,所述电容CTx1=22nF、CTx2=2.2nF、CTx3=1nF、CTx4悬空;所述电阻RTy=4.908M,所述电位器Ry1=1K和所述电阻RTy2=3.9M、RTy3=1M、RTy4=5.1K、RTy5=2K,所述电容CTy=4.898uF,所述电容CTy1=4.7uF、CTy2=150nF、CTy3=47nF、CTy4悬空;所述电阻RTz=2.401M,所述电位器RTz1=0K和所述电阻RTz2=2M、RTz3=200K、RTz4=200K、RTz5=1K,所述电容CTz=1.117uF,所述电容CTz1=1uF、CTz2=100nF、CTz3=10nF、CTz4=4.7nF;所述电阻RTw=1.248M,所述电位器RTw1=8K和所述电阻RTw2=1M、RTw3=200K、RTw4=20K、RTw5=20K,所述电容CTw=0.2399uF,所述电容CTw1=220nF、CTw2=10nF、CTw3=6.8nF、CTw4=3.3nF;所述电阻RTu=0.710M,所述电位器RTu1=0K和所述电阻RTu2=500K、RTu3=200K、RTu4=10K、RTu5=0K,所述电容CTu=0.04704uF,所述电容CTu1=47nF、CTu2悬空、CTu3悬空、CTu4悬空。
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