CN112187687A - 一种通讯信号频率误差补偿装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种通讯信号频率误差补偿装置,信号调制电路采用晶体管振荡器产生载波信号,采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,载波误差校准电路将载波信号和基准信号的频率比较,频率误差值小时,频率误差值与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,经转为线性的电压反馈到晶体管振荡器,调节载波信号的频率,干扰判别电路通过调制信号和干扰信号的频率、强度进行判断,同频/谐频干扰时将移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,调节载波信号的相位,提高传输抗干扰性,调制误差校准电路通过比较已调信号幅度和正常信号幅度,并与邻频干扰时输出控制电压耦合反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度,调节信道传输的信噪比。
Description
技术领域
本发明涉及误差校准技术领域,特别是一种通讯信号频率误差补偿装置。
背景技术
在无线通讯系统中,加到发射机上的调制信号工作频率的稳定性(电子元件本身的特性差异、振荡器中石英晶振因温度、随时间的原子衰变等,因而它引起了频率的偏移)、传输中环境因素及多普勒效应等等,使得接收机所接收讯号的频率,往往已偏离标准频率值,频率误差不可避免,误差较小时可以忽略,但是误差较大时将会直接导致接收机和发射机之间出现同步误差。
现有的频率误差校准有基于频域技术的、时域技术的,前者采用快速傅里叶变换完成频谱移动的估算,再应用一个快速傅里叶逆变换的操作,以返回到时间域中,并且因此继续相应的信号处理,后者在频率误差和输入信号之间要求使用一个复数积,该乘积要求借助一个正弦和余弦函数的计算,它所造成的非常大的计算复杂性,另外,这些解决方案中没有任何一个考虑到信道干扰的问题。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的在于提供一种通讯信号频率误差补偿装置,有效的解决了频率误差校准复杂且没考虑信道干扰的问题。
其解决的技术方案是,包括信号调制电路、载波误差校准电路、干扰判别电路、调制误差校准电路,其特征在于,所述信号调制电路采用晶体管振荡器产生载波信号,采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,调制为适合信道传输的已调信号,所述载波误差校准电路将信号调制电路的载波信号和基准信号的频率比较,频率误差值小时,频率误差值直接反馈到信号调制电路,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,经转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,所述干扰判别电路通过调制信号和干扰信号的频率、强度判断为同频/谐频干扰、邻频干扰,同频/谐频干扰时将移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,邻频干扰时输出控制电压到晶体管基极调幅电路进行调幅,所述调制误差校准电路通过比较器比较已调信号幅度和正常信号幅度后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度,调节信道传输的信噪比。
本发明有益效果是:模拟电路设计,结构简单,载波信号和基准信号的频率经频率差电路计算出频率差,频率误差值小时,频率误差值经低通滤波电路直接反馈到信号调制电路中三极管Q1的集电极,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,频率误差值经高通滤波电路、再经频率电压转换电路转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,保证了载波信号工作频率的稳定性,并在同频/谐频干扰时,通过移相调节载波信号的相位,进而以调制为适合信道传输的已调信号,提高传输抗干扰性;
采集已调信号幅度反馈到运算放大器AR2的反相输入端,运算放大器AR2的同相输入端连接正常信号幅度,运算放大器AR2实质为比较器,比较已调信号幅度和正常信号幅度(由电阻R17和电阻R18串联分压提供)后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度,同时在邻频干扰输出电源经电阻R15、R15A、R16组成的分压电路,R15A上端电压与电阻R13和电阻R14分压后电压耦合,R16上端电压与比较器输出信号耦合,改变电源的直流分量,进而调节调制信号的幅度,实现调节信道传输的信噪比,提高了信号传输的质量。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容,均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
实施例一,一种通讯信号频率误差补偿装置,包括信号调制电路、载波误差校准电路、干扰判别电路、调制误差校准电路,所述信号调制电路采用晶体管振荡器产生载波信号,采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,调制为适合信道传输的已调信号,所述载波误差校准电路将信号调制电路的载波信号和基准信号的频率比较,频率误差值小时,频率误差值直接反馈到信号调制电路,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,经转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,所述干扰判别电路通过调制信号和干扰信号的频率、强度判断为同频/谐频干扰、邻频干扰,同频/谐频干扰时将移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,调节载波信号的相位,进而以调制为适合信道传输的已调信号,提高传输抗干扰性,邻频干扰时输出控制电压到晶体管基极调幅电路进行调幅,所述调制误差校准电路通过比较器比较已调信号幅度和正常信号幅度后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度,调节信道传输的信噪比,提高了信号传输的质量。
实施例二,在实施例一的基础上,所述信号调制电路采用三极管Q1、电容C5和C5、串联的晶振Y1和变容二极管BD、偏置电阻R4和R5、反馈电阻R6组成的晶体管振荡器产生载波信号,其中改变加到变容二极管BD1的负极电压可以调节产生载波信号的频率,保证了载波信号工作频率的稳定性,经电容C7和电感T1-1调谐滤除谐波分量后,再经电感T1-2作为载波信号采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,加到变压器T1的初级线圈,经变压器T1变频后加到三极管Q3的基极,调制信号通过电感L2与变频后载波信号串联、三极管Q3的集电极输出调制后的适合信道传输的已调信号,再经变压器T3、电容C15调谐,滤除谐波分量后输出,包括三极管Q1,三极管Q1的基极分别连接接地电阻R4的一端、变容二极管BD1的正极,三极管Q1的集电极分别连接电容C5的一端、电容C7的一端、电感T1-1的一端,三极管Q1的发射极分别连接接地电阻R5的一端、电容C5的另一端、接地电容C6的一端,电感T1-1的可调端连接晶振Y1的一端,晶振Y1的另一端连接变容二极管BD1的负极,电感T1-1的另一端分别连接电容C7的另一端、电阻R6的一端,电阻R6的另一端连接三极管Q1的基极,电感T1-2的一端连接变压器T1的初级线圈一端,电感T1-2的另一端连接变压器T1的初级线圈另一端,变压器T1的次级线圈一端连接三极管Q3的基极,三极管Q3的发射极分别连接接地电阻R12的一端、接地电容C14的一端,变压器T1的次级线圈另一端分别连接电容C12的一端、电感L2的一端、接地电容C13的一端,电容C12的另一端连接调制信号,电感L2的另一端分别连接接地电容C17的一端、接地电阻R13的一端,电阻R14的一端,三极管Q3的集电极连接变压器T3的中间抽头,变压器T3的初级线圈一端连接电容C12的一端,变压器T3的初级线圈另一端连接电容C12的另一端,变压器T3的次级线圈输出已调信号,由发射器发射到信道传输进行传输。
实施例三,在实施例一的基础上,所述载波误差校准电路将信号调制电路的载波信号和基准信号(也即的载波信号标准频率值或经移相调频后的标准频率值)的频率比较,具体的,两路信号分别经电容C9、C11耦合到三极管Q2、电阻R10、电阻R11、电感L3和L4及L7和L8、可变电容CP1组成的频率差电路,计算出频率差,频率误差值小时,频率误差值经电感L5和L6、可变电容CP1组成的低通滤波电路直接反馈到信号调制电路中三极管Q1的集电极,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,频率误差值经电解电容E1和E2、电感L7组成的高通滤波电路,再经频率电压转换器U1、电阻R1-电阻R3、电阻R30和R31、电位器RW1以及电容C1和电容C30组成的频率电压转换电路转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,保证了载波信号工作频率的稳定性,包括三极管Q2,三极管Q2的基极分别连接接地电感L3的一端、接地电容C10的一端、电阻R10的一端、电容C9的一端、电容C11的一端,电容C9的另一端连接电感T1-2的一端,电容C11的另一端连接基准信号,三极管Q2的发射极通过电阻R11连接电源-10V,三极管Q2的集电极分别连接电感L4的一端、电感L8的一端、接地可变电容CP2的一端,电感L4的另一端和电阻R10的另一端连接电源+15V,三极管Q2的发射极通过电阻R11连接电源-10V,电感L8的另一端分别连接电感L5的一端、电感L7的一端、电解电容E2的正极,电感L7的另一端连接电源+10V,电感L5的另一端分别连接电感L6的一端接地可变电容CP1的一端,电感L6的另一端连接三极管Q1的集电极,电解电容E2的负极连接电解电容E1的正极和接地电感L7的一端,电解电容E1的负极分别连接电阻R1的一端、频率电压转换器U1的引脚6,电阻R1的另一端分别连接电阻R3的一端、接地电阻R2的一端、频率电压转换器U1的引脚7,频率电压转换器U1的引脚5分别连接接地电容C1的一端、电阻R30的一端,频率电压转换器U1的引脚8、电阻R3的另一端、电阻R30的另一端均连接电压+10V,频率电压转换器U1的引脚2连接电位器RW1的上端,频率电压转换器U1的引脚3和引脚4、电位器RW1的下端和可调端均连接地,频率电压转换器U1的引脚1分别连接接地电阻R31和接地电容C30的一端、电感L1的一端,电感L1的另一端连接变容二极管BD1的负极。
实施例四,在实施例一的基础上,所述干扰判别电路通过以调制信号和干扰信号的频率、强度判断为同频/谐频干扰、邻频干扰,具体的,光电耦合器U1的引脚1连接电源+1V,光电耦合器U1的引脚2连接经电阻R20、电阻R21、电容C18、电容C19组成的环路滤波器滤波后的频率差信号对应的电压信号(此信号可先有频率测试仪分别测出发射机发的已调制信号的频率、干扰信号的频率,再经频率电压转换后得出,此为现有技术,在此不再详述),频率差信号小时,也即光电耦合器U1的输入端产生0.7V的电压差时,光电耦合器U1导通,低电平连接到或非门U3的引脚1,光电耦合器U2的引脚1连接调制信号和干扰信号的强度差信号(可分别由载波强度检测仪检测给出,此为现有技术,在此不再详述),光电耦合器U2的引脚2连接电源+2.8V,强度差大时,也即光电耦合器U2的输入端产生0.7V的电压差时,光电耦合器U2导通,低电平连接到或非门U3的引脚2,或非门U3的引脚2输出高电平,判定为同频/谐频干扰,高电平加到晶闸管VTL1的控制极,晶闸管VTL1导通,将电容C2-C4、电阻R7-R9组成的移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,实现调节载波信号的相位,或非门U3的引脚2输出低电平时,判定为邻频干扰,此时三极管Q4导通,输出控制电压到晶体管基极调幅电路进行调幅,实现调节信道传输的信噪比,包括光电耦合器U1、光电耦合器U2,光电耦合器U1的引脚1连接电源+1V,光电耦合器U1的引脚2分别连接电阻R20的一端、电容C18的一端,电容C18的另一端分别连接接地电阻R21的一端、接地电容C19的一端,电阻R20的另一端连接频率差信号对应的电压信号,光电耦合器U2的引脚1连接强度差信号,光电耦合器U2的引脚2连接+2.8V,光电耦合器U1的引脚3、光电耦合器U2的引脚3连接地,光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R22的一端、或非门U3的引脚1,光电耦合器U2的引脚4分别连接电阻R23的一端、或非门U3的引脚2,电阻R22的另一端、电阻R23的另一端连接电源+5V,或非门U3的引脚3分别连接晶闸管VTL1的控制极、电阻R24的一端、电阻R25的一端、稳压管Z1的负极,晶闸管VTL1的阳极连接三极管Q1的集电极,晶闸管VTL1的阴极连接电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接电容C3的一端、接地电阻R7的一端,电容C3的另一端分别连接电容C4的一端、接地电阻R8的一端,电容C4的另一端分别连接三极管Q1的基极、接地电阻R9的一端,电阻R25的另一端连接三极管Q4的基极,三极管Q4的集电极通过电阻R26连接地,三极管Q4的发射极连接电阻R27的一端,电阻R24的另一端、电阻R27的另一端均连接电源+5V,稳压管Z1的正极连接地。
实施例五,在实施例一的基础上,所述调制误差校准电路通过电阻R19和电容C16采集已调信号幅度反馈到运算放大器AR2的反相输入端,运算放大器AR2的同相输入端连接正常信号幅度(由电阻R17和电阻R18串联提供或干扰判别电路判别为邻频干扰时输出电源与之耦合后再提供),运算放大器AR2实质为比较器,比较已调信号幅度和正常信号幅度后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度(具体的比较器输出信号一路直接加到调谐器做电源,另一路经二极管整流、电阻R13和电阻R14分压后作基极调幅电路的电源,同时干扰判别电路输出电源经电阻R15、R15A、R16组成的分压电路,R15A上端电压与电阻R13和电阻R14分压后电压耦合,R16上端电压与比较器输出信号耦合,改变电源的直流分量,进而调节调制信号的幅度),实现调节信道传输的信噪比,包括电阻R19,电阻R19的一端连接变压器T3的次级线圈一端,电阻R19的另一端分别连接运算放大器AR2的反相输入端、接地电容C16的一端,运算放大器AR2的同相输入端分别连接电阻R17的一端、接地电阻R18的一端、电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接三极管Q4的发射极,电阻R17的另一端连接电源+5V,运算放大器AR2的输出端分别连接二极管D4的正极、变压器T3的初级线圈另一端,二极管D4的负极连接二极管D3的正极,二极管D3的负极连接电阻R14的另一端、电阻R15的另一端、电阻R15A的一端,电阻R15A的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、接地电阻R16的一端。
本发明在使用时,信号调制电路采用三极管Q1、电容C5和C5、串联的晶振Y1和变容二极管BD、偏置电阻R4和R5、反馈电阻R6组成的晶体管振荡器产生载波信号,其中改变加到变容二极管BD1的负极电压可以调节产生载波信号的频率,经电容C7和电感T1-1调谐滤除谐波分量后,再经电感T1-2作为载波信号采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,加到变压器T1的初级线圈,经变压器T1变频后加到三极管Q3的基极,调制信号通过电感L2与变频后载波信号串联、三极管Q3的集电极输出调制后的适合信道传输的已调信号,再经变压器T3、电容C15调谐,滤除谐波分量后输出,载波误差校准电路将信号调制电路的载波信号和基准信号的频率比较,计算出频率差,频率误差值小时,频率误差值经电感L5和L6、可变电容CP1组成的低通滤波电路直接反馈到信号调制电路中三极管Q1的集电极,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,频率误差值经电解电容E1和E2、电感L7组成的高通滤波电路,再经频率电压转换器U1、电阻R1-电阻R3、电阻R30和R31、电位器RW1以及电容C1和电容C30组成的频率电压转换电路转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,保证了载波信号工作频率的稳定性,干扰判别电路通过光电耦合器U1、U2或非门U3判断调制信号和干扰信号的频率、强度参数判断为同频/谐频干扰或邻频干扰,判定为同频/谐频干扰,高电平加到晶闸管VTL1的控制极,晶闸管VTL1导通,将电容C2-C4、电阻R7-R9组成的移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,实现调节载波信号的相位,或非门U3的引脚2输出低电平时,判定为邻频干扰,此时三极管Q4导通,输出控制电压到晶体管基极调幅电路进行调幅,调制误差校准电路通过电阻R19和电容C16采集已调信号幅度反馈到运算放大器AR2的反相输入端,运算放大器AR2的同相输入端连接正常信号幅度(由电阻R17和电阻R18串联提供或干扰判别电路判别为邻频干扰时输出电源与之耦合后再提供),运算放大器AR2实质为比较器,比较已调信号幅度和正常信号幅度后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度(具体的比较器输出信号一路直接加到调谐器做电源,另一路经二极管整流、电阻R13和电阻R14分压后作基极调幅电路的电源,同时干扰判别电路输出电源经电阻R15、R15A、R16组成的分压电路,R15A上端电压与电阻R13和电阻R14分压后电压耦合,R16上端电压与比较器输出信号耦合,改变电源的直流分量,进而调节调制信号的幅度),实现调节信道传输的信噪比,提高了信号传输的质量。
Claims (5)
1.一种通讯信号频率误差补偿装置,包括信号调制电路、载波误差校准电路、干扰判别电路、调制误差校准电路,其特征在于,所述信号调制电路采用晶体管振荡器产生载波信号,采用晶体管基极调幅电路对载波信号和调制信号进行调制,调制为适合信道传输的已调信号,所述载波误差校准电路将信号调制电路的载波信号和基准信号的频率比较,频率误差值小时,频率误差值直接反馈到信号调制电路,与载波信号耦合进行校准,频率误差值大时,经转为为线性的电压反馈到信号调制电路中晶体管振荡器,调节载波信号的频率,所述干扰判别电路通过调制信号和干扰信号的频率、强度判断为同频/谐频干扰、邻频干扰,同频/谐频干扰时将移相电路接入晶体管振荡器进行移相振荡,邻频干扰时输出控制电压到晶体管基极调幅电路进行调幅,所述调制误差校准电路通过比较器比较已调信号幅度和正常信号幅度后反馈到晶体管基极调幅电路调节调制信号的幅度,调节信道传输的信噪比。
2.如权利要求1所述的一种通讯信号频率误差补偿装置,其特征在于,所述信号调制电路包括三极管Q1,三极管Q1的基极分别连接接地电阻R4的一端、变容二极管BD1的正极,三极管Q1的集电极分别连接电容C5的一端、电容C7的一端、电感T1-1的一端,三极管Q1的发射极分别连接接地电阻R5的一端、电容C5的另一端、接地电容C6的一端,电感T1-1的可调端连接晶振Y1的一端,晶振Y1的另一端连接变容二极管BD1的负极,电感T1-1的另一端分别连接电容C7的另一端、电阻R6的一端,电阻R6的另一端连接三极管Q1的基极,电感T1-2的一端连接变压器T1的初级线圈一端,电感T1-2的另一端连接变压器T1的初级线圈另一端,变压器T1的次级线圈一端连接三极管Q3的基极,三极管Q3的发射极分别连接接地电阻R12的一端、接地电容C14的一端,变压器T1的次级线圈另一端分别连接电容C12的一端、电感L2的一端、接地电容C13的一端,电容C12的另一端连接调制信号,电感L2的另一端分别连接接地电容C17的一端、接地电阻R13的一端,电阻R14的一端,三极管Q3的集电极连接变压器T3的中间抽头,变压器T3的初级线圈一端连接电容C12的一端,变压器T3的初级线圈另一端连接电容C12的另一端,变压器T3的次级线圈输出已调信号,由发射器发射到信道传输进行传输。
3.如权利要求1所述的一种通讯信号频率误差补偿装置,其特征在于,所述载波误差校准电路包括三极管Q2,三极管Q2的基极分别连接接地电感L3的一端、接地电容C10的一端、电阻R10的一端、电容C9的一端、电容C11的一端,电容C9的另一端连接电感T1-2的一端,电容C11的另一端连接基准信号,三极管Q2的发射极通过电阻R11连接电源-10V,三极管Q2的集电极分别连接电感L4的一端、电感L8的一端、接地可变电容CP2的一端,电感L4的另一端和电阻R10的另一端连接电源+15V,三极管Q2的发射极通过电阻R11连接电源-10V,电感L8的另一端分别连接电感L5的一端、电感L7的一端、电解电容E2的正极,电感L7的另一端连接电源+10V,电感L5的另一端分别连接电感L6的一端接地可变电容CP1的一端,电感L6的另一端连接三极管Q1的集电极,电解电容E2的负极连接电解电容E1的正极和接地电感L7的一端,电解电容E1的负极分别连接电阻R1的一端、频率电压转换器U1的引脚6,电阻R1的另一端分别连接电阻R3的一端、接地电阻R2的一端、频率电压转换器U1的引脚7,频率电压转换器U1的引脚5分别连接接地电容C1的一端、电阻R30的一端,频率电压转换器U1的引脚8、电阻R3的另一端、电阻R30的另一端均连接电压+10V,频率电压转换器U1的引脚2连接电位器RW1的上端,频率电压转换器U1的引脚3和引脚4、电位器RW1的下端和可调端均连接地,频率电压转换器U1的引脚1分别连接接地电阻R31和接地电容C30的一端、电感L1的一端,电感L1的另一端连接变容二极管BD1的负极。
4.如权利要求1所述的一种通讯信号频率误差补偿装置,其特征在于,所述干扰判别电路包括光电耦合器U1、光电耦合器U2,光电耦合器U1的引脚1连接电源+1V,光电耦合器U1的引脚2分别连接电阻R20的一端、电容C18的一端,电容C18的另一端分别连接接地电阻R21的一端、接地电容C19的一端,电阻R20的另一端连接频率差信号对应的电压信号,光电耦合器U2的引脚1连接强度差信号,光电耦合器U2的引脚2连接+2.8V,光电耦合器U1的引脚3、光电耦合器U2的引脚3连接地,光电耦合器U1的引脚4分别连接电阻R22的一端、或非门U3的引脚1,光电耦合器U2的引脚4分别连接电阻R23的一端、或非门U3的引脚2,电阻R22的另一端、电阻R23的另一端连接电源+5V,或非门U3的引脚3分别连接晶闸管VTL1的控制极、电阻R24的一端、电阻R25的一端、稳压管Z1的负极,晶闸管VTL1的阳极连接三极管Q1的集电极,晶闸管VTL1的阴极连接电容C2的一端,电容C2的另一端分别连接电容C3的一端、接地电阻R7的一端,电容C3的另一端分别连接电容C4的一端、接地电阻R8的一端,电容C4的另一端分别连接三极管Q1的基极、接地电阻R9的一端,电阻R25的另一端连接三极管Q4的基极,三极管Q4的集电极通过电阻R26连接地,三极管Q4的发射极连接电阻R27的一端,电阻R24的另一端、电阻R27的另一端均连接电源+5V,稳压管Z1的正极连接地。
5.如权利要求1所述的一种通讯信号频率误差补偿装置,其特征在于,所述调制误差校准电路包括电阻R19,电阻R19的一端连接变压器T3的次级线圈一端,电阻R19的另一端分别连接运算放大器AR2的反相输入端、接地电容C16的一端,运算放大器AR2的同相输入端分别连接电阻R17的一端、接地电阻R18的一端、电阻R15的一端,电阻R15的另一端连接三极管Q4的发射极,电阻R17的另一端连接电源+5V,运算放大器AR2的输出端分别连接二极管D4的正极、变压器T3的初级线圈另一端,二极管D4的负极连接二极管D3的正极,二极管D3的负极连接电阻R14的另一端、电阻R15的另一端、电阻R15A的一端,电阻R15A的另一端分别连接运算放大器AR2的输出端、接地电阻R16的一端。
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CN202011088144.9A CN112187687A (zh) | 2020-10-13 | 2020-10-13 | 一种通讯信号频率误差补偿装置 |
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- 2020-10-13 CN CN202011088144.9A patent/CN112187687A/zh not_active Withdrawn
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