CN108255348B - 一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路 - Google Patents

一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路，涉及显示技术领域，可解决因模拟信号累加单元闲置造成的空间和资源浪费。信号累加方式切换电路，包括处理器，还包括温度检测控制单元、分别与处理器连接的多个模拟信号累加单元以及与多个模拟信号累加单元分别连接的多个第一开关单元，多个第一开关单元分别与温度检测控制单元连接；模拟信号累加单元包括积分电容，第一开关单元与积分电容并联；模拟信号累加单元，用于根据外部输入信号生成模拟累加信号；温度检测控制单元，用于当处理器的温度大于或等于设定的基准值时，发出控制第一开关单元断开的控制信号；当处理器的温度小于基准值时，发出控制第一开关单元闭合的控制信号。

Description

一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路。
背景技术
随着触摸屏技术的不断完善，触摸屏验证平台处理器的算法的复杂度和规模不断增大，运算量越来越大。而处理器的承受压力较大，会导致高速运行条件下自身温度持续升高，当自身温度持续升高到某一临界温度点时电流会激增，温度再次急速上升。此时，处理器工作异常，不仅会造成自身不可恢复性损伤，还会造成电流浪涌，从而影响触摸屏验证平台的正常测试。
现有技术中的触摸屏验证平台在信号累加方面采用基于处理器温度的变化，控制数字信号累加单元和模拟信号累加单元的开关，从而使得模拟信号累加单元(模拟积分器)和数字信号累加单元切换工作，来降低处理器的工作量。
然而，这样一来，当数字信号累加单元工作时，模拟信号累加单元处于闲置状态，造成空间和资源浪费。
发明内容
本发明的实施例提供一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路，可解决因模拟信号累加单元闲置造成的空间和资源浪费。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种信号累加方式切换电路，包括处理器，还包括温度检测控制单元、分别与所述处理器连接的多个模拟信号累加单元以及与多个所述模拟信号累加单元分别连接的多个第一开关单元，多个所述第一开关单元分别与所述温度检测控制单元连接；所述模拟信号累加单元包括积分电容，所述第一开关单元与所述积分电容并联；所述模拟信号累加单元，用于根据外部输入信号生成模拟累加信号，并将所述模拟累加信号提供给所述处理器；所述温度检测控制单元，用于检测所述处理器的温度，当所述处理器的温度大于或等于设定的基准值时，发出控制所述第一开关单元断开的控制信号；当所述处理器的温度小于所述基准值时，发出控制所述第一开关单元闭合的控制信号。
可选的，所述信号累加方式切换电路还包括与所述第一开关单元串联的电阻单元和与所述积分电容串联的第二开关单元；所述第二开关单元与所述温度检测控制单元连接；其中，在同一时刻，所述第一开关单元和所述第二开关单元中一个为闭合状态，另一个为断开状态。
可选的，所述处理器包括数字信号累加单元；所述数字信号累加单元，用于根据所述外部输入信号生成数字累加信号；当所述第一开关单元断开时，由所述模拟信号累加单元向所述处理器提供模拟累加信号；当所述第一开关单元闭合时，由所述数字信号累加单元向所述处理器提供数字累加信号。
可选的，所述处理器还包括控制信号输出单元；多个所述第一开关单元还分别与所述控制信号输出单元连接，所述第一开关单元的闭合与断开由所述温度检测控制单元和所述控制信号输出单元共同控制；其中，所述信号累加方式切换电路还包括第二开关单元时，多个所述第二开关单元还分别与所述控制信号输出单元连接，所述第二开关单元的闭合与断开由所述温度检测控制单元和所述控制信号输出单元共同控制。
可选的，所述第一开关单元还与所述处理器连接，用于向所述处理器反馈所述第一开关单元处于闭合或断开状态。
可选的，所述温度检测控制单元包括热敏电阻和匹配电阻；所述热敏电阻的第一端连接第一电压端，第二端连接所述匹配电阻的第一端，所述匹配电阻的第二端连接第二电压端；所述热敏电阻的第二端与所述匹配电阻的第一端的连接节点向所述第一开关单元输出控制信号；其中，所述信号累加方式切换电路还包括第二开关单元时，所述连接节点还向所述第二开关单元输出控制信号。
可选的，所述第二电压端的电压由所述处理器提供和/或所述第一电压端接地。
可选的，所述热敏电阻为电阻负温系数的热敏电阻或者为电阻正温系数的热敏电阻。
可选的，所述处理器还包括数据采集单元、算法处理单元以及电源；所述数据采集单元，用于对所述外部输入信号进行模数转换，并传输至所述数字信号累加单元；所述算法处理单元，用于对所述数字信号累加单元生成的数字累加信号和所述模拟信号累加单元生成的模拟累加信号进行计算。
第二方面，提供一种触摸屏检测电路，包括放大器，还包括第一方面所述的信号累加方式切换电路；所述放大器用于对触控信号进行放大并输入至所述信号累加方式切换电路。
本发明实施例提供一种信号累加方式切换电路、触摸屏检测电路，当处理器温度高于基准值时，为避免处理器损坏，通过温度检测控制单元将第一开关单元断开，此时由模拟信号累加单元对外部输入信号进行处理，生成模拟累加信号并提供给处理器，此时，处理器只需识别模拟累加信号即可，而无需对外部输入信号处理，降低处理器的工作量。而当处理器温度降低后，温度检测控制单元将第一开关单元闭合，模拟信号累加单元停止处理外部输入信号。此时，由于第一开关单元与模拟信号累加单元中的积分电容Cap并联(第一开关单元设置在模拟信号累加单元内部)，因此，模拟信号累加单元转变为电压跟随器，对外部输入信号进行稳压、滤波后传输至处理器，使得处理器得到的信号更稳定，从而使得检测结果更准确。这样一来，即避免了模拟信号累加单元的闲置，又提高了检测结果的准确率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种信号累加方式切换电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种信号累加方式切换电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种触摸屏检测电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种触摸屏检测电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种信号累加方式切换电路在启用模拟信号累加单元时的工作流程图；
图6为本发明实施例提供的一种信号累加方式切换电路在启用数字信号累加单元时的工作流程图。
附图标记
10-处理器；11-数字信号累加单元；12-控制信号输出单元；20-模拟信号累加单元；30-温度检测控制单元；40-第一开关单元；50-第二开关单元；60-电阻单元；70-放大器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种信号累加方式切换电路，如图1所示，包括处理器10，还包括分别与处理器10连接的多个模拟信号累加单元(模拟积分器)20、温度检测控制单元30以及与多个模拟信号累加单元20分别连接的多个第一开关单元40，多个第一开关单元40分别与温度检测控制单元30连接；模拟信号累加单元20包括积分电容Cap，第一开关单元40与积分电容Cap并联。
模拟信号累加单元20，用于根据外部输入信号生成模拟累加信号，并将模拟累加信号提供给处理器10。
温度检测控制单元30，用于检测处理器10的温度，当处理器10的温度大于或等于设定的基准值时，发出控制第一开关单元40断开的控制信号；当处理器10的温度小于基准值时，发出控制第一开关单元40闭合的控制信号。
需要说明的是，第一，处理器10是服务器的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器10是一个中央处理器(central processing unit，CPU)，也可以是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路，例如：一个或多个微处理器(digital signal processor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)。
其中，处理器10可以通过运行或执行存储在存储器内的软件程序，以及调用存储在存储器内的数据，执行服务器的各种功能。
第二，第一开关单元40断开时，模拟信号累加单元20(模拟积分器)根据外部输入信号生成模拟累加信号，并将模拟累加信号提供给处理器10；第一开关单元40闭合时，模拟信号累加单元20转变为电压跟随器，起到稳压、滤波的作用。
其中，图1示意了一种具体的模拟信号累加单元20，
Figure BDA0001562067680000051
第三，如图1所示，温度检测控制单元30与多个第一开关单元40均连接，一个第一开关单元40与一个模拟信号累加单元20中的积分电容Cap并联。
当然，信号累加方式切换电路中的第一开关单元40的个数与模拟信号累加单元20的个数可以相同，也可以不同，本发明实施例不对此进行限定。
此处，本领域技术人员应该明白，图1中示意了两个第一开关单元40，但在实际电路中，两个第一开关单元40为同一个，此处为了便于在图中示意，将第一开关单元40示意了两个。
此外，图1中具体示意了第一开关单元40包括第一晶体管SW，但本发明中第一开关单元40的结构并不限定与此，也可以是还包含与第一晶体管SW并联的多个晶体管，或者其他与本发明中第一开关单元40功能相同的结构。
第四，本领域技术人员应该明白，此处设定的基准值是通过多次模拟后确定的一个合适的数值，是一个已知量。
本发明实施例提供的信号累加方式切换电路，当处理器10温度高于基准值时，为避免处理器10损坏，通过温度检测控制单元30将第一开关单元40断开，此时由模拟信号累加单元20对外部输入信号进行处理，生成模拟累加信号并提供给处理器10，此时，处理器10只需识别模拟累加信号即可，而无需对外部输入信号累加处理，降低处理器10的工作量。而当处理器10温度降低后，温度检测控制单元30将第一开关单元40闭合，模拟信号累加单元20停止累加处理外部输入信号。此时，由于第一开关单元40与模拟信号累加单元20中的积分电容Cap并联(第一开关单元40设置在模拟信号累加单元20内部)，因此，模拟信号累加单元20转变为电压跟随器，对外部输入信号进行稳压、滤波后传输至处理器10，使得处理器10得到的信号更稳定，从而使得检测结果更准确。这样一来，即避免了模拟信号累加单元20的闲置，又提高了检测结果的准确率。
优选的，如图2所示，所述信号累加方式切换电路还包括与第一开关单元40串联的电阻单元60和与积分电容Cap串联的第二开关单元50；第二开关单元50与温度检测控制单元30连接；其中，在同一时刻，第一开关单元40和第二开关单元50中一个为闭合状态，另一个为断开状态。
需要说明的是，第一，如图2所示，温度检测控制单元30与多个第二开关单元50均连接，一个第二开关单元50与一个模拟信号累加单元20中的积分电容Cap串联。
此外，图2中具体示意了第一开关单元40包括第二晶体管SW'，但本发明中第二开关单元50的结构并不限定与此，也可以是还包含与第二晶体管SW'并联的多个晶体管，或者其他与本发明中第二开关单元50功能相同的结构。
其中，第一晶体管SW和第二晶体管SW'可以互为N型晶体管和P型晶体管。
第二，在同一时刻，第一开关单元40和第二开关单元50中一个为闭合状态，另一个为断开状态，是指第一开关单元40和第二开关单元50均由温度检测控制单元30控制，但温度检测控制单元30给出的控制信号控制第一开关单元40断开时，该控制信号正好可以控制第二开关单元50闭合。同理，温度检测控制单元30给出的控制信号控制第一开关单元40闭合时，该控制信号正好可以控制第二开关单元50断开。
也就是说，在整个电路的驱动过程中，第一开关单元40和第二开关单元50始终保持着一个为断开状态，一个为闭合状态。
第三，图2中示意了电阻单元60包括电阻Res2，这只是一种具体的结构，电阻单元60还可以包括与电阻Res2串联和/或并联的其他电阻。
本发明实施例通过增加电阻单元60，电阻单元60和积分电容Cap分别与第一开关单元40和第二开关单元50串联后并联，第一开关单元40和第二开关单元50的断开和闭合状态总是相反。当第一开关单元40闭合时，第二开关单元50打开，此时，模拟信号累加单元(模拟积分器)20则转变为信号放大器。这样一来，即避免了模拟信号累加单元20的闲置，又可以将外部输入信号进一步放大，避免因外部输入信号强度较小导致无法被检测到，从而可以提高检测结果。
其中，通过调整电阻单元60的大小可以调整信号放大增益，当电阻单元60的阻值等于模拟信号累加单元20中电阻Res1的阻值时，放大增益为1。
优选的，如图3和图4所示，处理器10包括数字信号累加单元11；数字信号累加单元11，用于根据外部输入信号生成数字累加信号；当第一开关单元40断开时，由模拟信号累加单元20向处理器10提供模拟累加信号；当第一开关单元40闭合时，由数字累加信号单元11向处理器10提供数字累加信号。
即，随着处理器10温度的升高，当处理器10的温度大于或等于基准值时，温度检测控制单元30控制第一开关单元40断开，模拟信号累加单元20向处理器10提供模拟累加信号。随着模拟信号累加单元20工作时间增长，处理器10的温度逐渐降低，当处理器10的温度小于基准值时，温度检测控制单元30控制第一开关单元40闭合，数字信号累加单元11向处理器10提供数字累加信号。
优选的，如图3和图4所示，处理器10还包括控制信号输出单元12；多个第一开关单元40还分别与控制信号输出单元12连接，第一开关单元40的闭合与断开由温度检测控制单元30和控制信号输出单元12共同控制；其中，所述信号累加方式切换电路还包括第二开关单元50时，多个第二开关单元50还分别与控制信号输出单元12连接，第二开关单元50的闭合与断开由温度检测控制单元30和控制信号输出单元12共同控制。
也就是说，第一开关单元40和第二开关单元50由相同的控制信号控制，但断开和闭合的状态相反。控制信号控制第一开关单元40断开的同时控制第二开关单元50闭合，控制信号控制第一开关单元40闭合的同时控制第二开关单元50断开。
其中，可以是温度检测控制单元30和控制信号输出单元12共同控制一部分第一开关单元40闭合，共同控制另一部分第一开关单元40断开，以使测试平台检测时，部分模拟信号累加单元20和部分数字信号累加单元11同时提供累加信号。
也可以是温度检测控制单元30和控制信号输出单元12共同控制所有第一开关单元40同时断开或闭合，以使测试平台检测时，仅模拟信号累加单元20提供累加信号，或者仅数字信号累加单元11提供累加信号。
另外，控制信号输出单元12可以根据预设条件来发出控制第一开关单元40断开或闭合的信号。预设条件例如可以是模拟信号累加单元20提供模拟累加信号的时长、处理器10的温度等。
本发明实施例通过使温度检测控制单元30和控制信号输出单元12共同控制第一开关单元40的断开和闭合，可以避免处理器10的温度在预设值附近摆动，进一步提高处理器10的降温效果。
优选的，如图3和图4所示，第一开关单元40还与处理器10连接，用于向处理器10反馈第一开关单元40处于闭合或断开状态。
即，处理器10根据第一开关单元40提供的反馈信号RT-F开启或关闭数字信号累加单元11。具体的，第一开关单元40提供的反馈信号RT-F表示第一开关单元40断开时，处理器10控制数字信号累加单元11关闭，第一开关单元40提供的反馈信号RT-F表示第一开关单元40闭合时，处理器10控制数字信号累加单元11开启。
优选的，温度检测控制单元30包括热敏电阻RT和匹配电阻R3；热敏电阻RT的第一端连接第一电压端(图3和图4以第二电压端接地进行示意)，第二端连接匹配电阻R3的第一端，匹配电阻R3的第二端连接第二电压端VCC；热敏电阻RT的第二端与匹配电阻R3的第一端的连接节点向第一开关单元40输出控制信号；其中，信号累加方式切换电路还包括第二开关单元50时，连接节点还向第二开关单元50输出控制信号。
需要说明的是，第一，热敏电阻RT可以为PTC(Positive TemperatureCoefficient，电阻正温度系数)热敏电阻，也可以是NTC(Negative TemperatureCoefficient，电阻负温度系数)热敏电阻。PTC热敏电阻随着处理器10温度的升高，阻值增大，连接节点处的电压增大；NTC热敏电阻随着处理器10温度的升高，阻值减小，连接节点处的电压减小。
第一开关单元40和第二开关单元50由高压控制断开还是由低压控制断开与热敏电阻RT的类型相对应。第一开关单元40由高压控制断开时，热敏电阻RT为PTC热敏电阻；第一开关单元40由低压控制断开时，热敏电阻RT为NTC热敏电阻。
第二，匹配电阻R3可以设置在处理器10内部，也可以设置在处理器10的外部。
第三，第二电压端VCC的电压可以由处理器10中的电源提供，也可以单独设置电压端。
此处，根据触摸屏验证平台工作之前，根据器件运算量和实际使用环境，通过具体测试确认处理器10的临界温度点作为基准值，对照热敏电阻RT特性曲线确定该基准值对应的阻值，即可得到第一开关单元40的启动电压。此电压值将用于控制第一开关单元40的打开和闭合以完成模拟累加单元20和数字累加单元11的切换，本发明实施例提供的信号累加方式切换电路结构简单，利用率高。
优选的，如图3和图4所示，处理器10还包括数据采集单元、算法处理单元以及电源；数据采集单元，用于对外部输入信号进行模数转换，并传输至数字信号累加单元；算法处理单元，用于对数字信号累加单元生成的数字累加信号和所述模拟信号累加单元生成的模拟累加信号进行计算。
其中，算法处理单元例如可以是FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换)算法、滤波算法等。
如图5和图6所示，为本发明实施例示意的一种处理器10的具体工作流程。其中，图5是基于温度检测控制单元30切换触摸屏验证平台在启用模拟信号累加单元20时的工作流程图。随着温度升高，热敏电阻RT(以NTC热敏电阻为例)的阻值降低，当T>T0时，VEN1:1->0，第一晶体管SW1断开，启动模拟信号累加单元20，其中，T：处理器当前温度，T0：基准值，VEN1：第一晶体管SW1的使能电压。
图6是基于温度检测控制单元30切换触摸屏验证平台在启用数字信号累加单元11时的工作流程图。随着温度降低，热敏电阻RT(以NTC热敏电阻为例)的阻值升高，当T<T0时，VEN1:0->1，第一晶体管SW1闭合，启动数字信号累加单元11，其中，T：处理器当前温度，T0：基准值，VEN1：第一晶体管SW1的使能电压。
具体工作原理为：处理器10温度升高后，NTC热敏电阻的阻值减小，当减小到基准值时，其电压输出使能EN1有效(1->0)，第一晶体管SW1断开，处理器10内部的数字信号累加单元11关闭，测试平台进入模拟信号累加模式，第一晶体管SW1断开的同时产生反馈信号RT-F＝1，处理器10收到反馈信号后，关闭数字信号累加单元11，延迟一段时间，等待模拟信号累加完成，此模式下向处理器10输入的VIN为模拟和值，直接进入数据采集单元进行模数转换，转换后的数字信号进行FFT等后续操作。也就是说，此时外部输入信号经模拟信号累加单元20累加后输入至处理器10。
当温度降低时，NTC热敏电阻值增加，EN1无效(0->1)，第一晶体管SW1闭合，模拟信号累加单元20关闭，测试平台进入数字累加模式，此模式下向处理器10输入的VIN为非模拟和值，VIN进入数据采集单元进行模数转换，转换后的数字信号被送入数字信号累加单元11累加，输出数字和值进行FFT等后续操作。也就是说，此时外部输入信号经模拟信号累加单元20滤波、稳压后输入至处理器10。
本发明实施例还提供一种触摸屏检测电路，如图3和图4所示，包括放大器70，还包括上述信号累加方式切换电路，放大器70用于对触控信号进行放大并输入至信号累加方式切换电路。
本发明实施例提供的触摸屏检测电路与信号累加方式切换电路的有益效果相同，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种信号累加方式切换电路，包括处理器，其特征在于，还包括温度检测控制单元、分别与所述处理器连接的多个模拟信号累加单元以及与多个所述模拟信号累加单元分别连接的多个第一开关单元，多个所述第一开关单元分别与所述温度检测控制单元连接；
所述模拟信号累加单元包括积分电容，所述第一开关单元与所述积分电容并联；
所述模拟信号累加单元，用于根据外部输入信号生成模拟累加信号，并将所述模拟累加信号提供给所述处理器；
所述温度检测控制单元，用于检测所述处理器的温度，当所述处理器的温度大于或等于设定的基准值时，发出控制所述第一开关单元断开的控制信号；当所述处理器的温度小于所述基准值时，发出控制所述第一开关单元闭合的控制信号；
所述信号累加方式切换电路还包括与所述第一开关单元串联的电阻单元和与所述积分电容串联的第二开关单元；
所述第二开关单元与所述温度检测控制单元连接；
其中，在同一时刻，所述第一开关单元和所述第二开关单元中一个为闭合状态，另一个为断开状态。
2.根据权利要求1所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述处理器包括数字信号累加单元；
所述数字信号累加单元，用于根据所述外部输入信号生成数字累加信号；
当所述第一开关单元断开时，由所述模拟信号累加单元向所述处理器提供模拟累加信号；当所述第一开关单元闭合时，由所述数字信号累加单元向所述处理器提供数字累加信号。
3.根据权利要求1所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述处理器还包括控制信号输出单元；
多个所述第一开关单元还分别与所述控制信号输出单元连接，所述第一开关单元的闭合与断开由所述温度检测控制单元和所述控制信号输出单元共同控制；
其中，所述信号累加方式切换电路还包括第二开关单元时，多个所述第二开关单元还分别与所述控制信号输出单元连接，所述第二开关单元的闭合与断开由所述温度检测控制单元和所述控制信号输出单元共同控制。
4.根据权利要求1所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述第一开关单元还与所述处理器连接，用于向所述处理器反馈所述第一开关单元处于闭合或断开状态。
5.根据权利要求1所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述温度检测控制单元包括热敏电阻和匹配电阻；
所述热敏电阻的第一端连接第一电压端，第二端连接所述匹配电阻的第一端，所述匹配电阻的第二端连接第二电压端；
所述热敏电阻的第二端与所述匹配电阻的第一端的连接节点向所述第一开关单元输出控制信号；
其中，所述信号累加方式切换电路还包括第二开关单元时，所述连接节点还向所述第二开关单元输出控制信号。
6.根据权利要求5所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述第二电压端的电压由所述处理器提供和/或所述第一电压端接地。
7.根据权利要求5所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述热敏电阻为电阻负温系数的热敏电阻或者为电阻正温系数的热敏电阻。
8.根据权利要求1所述的信号累加方式切换电路，其特征在于，所述处理器还包括数据采集单元、算法处理单元以及电源；
所述数据采集单元，用于对所述外部输入信号进行模数转换，并传输至所述数字信号累加单元；
所述算法处理单元，用于对所述数字信号累加单元生成的数字累加信号和所述模拟信号累加单元生成的模拟累加信号进行计算。
9.一种触摸屏检测电路，包括放大器，其特征在于，还包括权利要求1-8任一项所述的信号累加方式切换电路；
所述放大器用于对触控信号进行放大并输入至所述信号累加方式切换电路。
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