CN213585203U - 单板和通信装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型描述了一种单板，其包括电源模块具有电源接收端、电源输出端以及使能端，电源模块通过电源接收端来接收外部电压；控制模块用于生成控制信号并经由使能端将控制信号传输至电源模块，控制信号为第一信号或第二信号；放电模块具有接收控制信号的信号接收端、与电源输出端连接的放电输入端和放电输出端，放电模块基于控制信号来调节电源输出端与放电输出端的导通或断开；负载模块具有与电源输出端连接的负载输入端，其中，若控制信号为第二信号，则电源模块停止向负载模块供电，电源输出端与放电输出端导通以对电源模块进行放电，若控制信号为第一信号，则电源输出端与放电输出端断开，电源模块向负载模块供电。

Description

单板和通信装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种单板和通信装置。

背景技术

随着科技的发展，电子设备的集成程度和功耗越来越高。其中，比较有代表性的电子设备是集成度高设计复杂的单板。

现有的单板常常包括电源模块和负载模块。电源模块为负载模块提供电能。由于单板中的负载模块常常包括多个芯片或模组，因此，负载模块对电源模块的输出有一定要求。特别是现有的单板存在掉电现象，在这种情况下，负载模块要求单板掉电后重新上电时，电源模块的输出电压必须下降到某个电压，并持续一定时间。

现有的电源模块中常常包括电容，若掉电后操作员操作再上电的间隔较短，往往无法满足负载模块要求的掉电要求。现有的解决方法是在电源负载上增加一个固定负载，例如电阻，当电源模块掉电时，能够通过电阻进行放电。然而由于放电的固定负载始终连接电源模块，使得单板的能耗增加。

发明内容

本实用新型有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种既满足掉电要求又降低能耗的单板和通信装置。

为此，本实用新型第一方面提供一种单板，其包括：电源模块，其具有电源接收端、电源输出端以及使能端，所述电源模块通过所述电源接收端来接收外部电压；控制模块，其用于基于所述单板的工作状态生成控制信号并经由所述使能端将所述控制信号传输至所述电源模块，若所述工作状态为正常工作状态时所述控制信号为第一信号，若所述工作状态为初始上电状态时所述控制信号为第二信号；放电模块，其具有接收所述控制信号的信号接收端、与所述电源输出端连接的放电输入端和放电输出端，所述放电模块基于所述控制信号来调节所述电源输出端与所述放电输出端的导通或断开；以及负载模块，其具有与所述电源输出端连接的负载输入端，其中，若所述控制信号为第二信号，则所述电源模块停止向所述负载模块供电，并且所述电源输出端与所述放电输出端导通以对所述电源模块进行放电，若所述控制信号为第一信号，则所述电源输出端与所述放电输出端断开，所述电源模块向所述负载模块供电。在这种情况下，控制信号为第二信号，则电源模块停止向负载模块供电，并且电源输出端与放电输出端导通以对电源模块进行放电，由此，能够使得电源模块的电压降至预设要求电压并维持一定时间以满足掉电要求。控制信号为第一信号，则电源输出端与放电输出端断开，电源模块向负载模块供电。由此，能够避免放电模块在电源模块工作时耗电以节约能耗。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，所述控制模块包括判断单元，所述判断单元用于比较所述供电电压与预设电压，若供电电压小于预设电压，则所述工作状态为初始上电状态，所述控制模块输出的控制信号为第二信号，若供电电压大于或等于预设电压，则所述工作状态为正常工作状态，所述控制模块输出的控制信号为第一信号。由此，能够利用判断单元使得控制模块输出不同的控制信号。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，若控制模块为复位模块，则所述控制信号为由所述复位模块生成的复位信号，所述第一信号或第二信号为高电平或低电平，若所述第一信号为高电平，则所述第二信号为低电平，若所述第一信号为低电平，则所述第二信号为高电平。由此，能够利用复位信号控制放电模块与电源模块的导通或断开。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，所述控制模块的第二信号的持续时间为100ms-200ms。由此，能够使得电源模块在持续时间内降至预设要求电压并维持一定时间。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，放电模块包括第一三极管、第二三极管和第一电阻，若所述控制信号为第二信号，所述第一三极管截止，所述第二三极管导通，所述二三极管和第一电阻对所述电源模块进行放电。所述第一三极管的第一基极为所述放电模块的信号接收端，第二三极管的第二发射极为所述放电模块的放电输出端，所述放电输出端接地，所述第一三极管的第一集电极连接所述第二三极管的第二基极，所述第一三极管的第一发射极接地，所述第二三极管的第二集电极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述电源输出端和所述负载模块。由此，能够利用第二三极管和第一电阻对电源模块进行放电。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，所述放电模块还包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一基极经由所述第二电阻连接所述控制模块，所述第一集电极经由所述第三电阻与所述第二基极连接，所述第一集电极经由所述第四电阻与第二额定电压连接。由此，能够利用第一三极管、第二三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻对电源模块进行放电。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，所述第一电阻为可调电阻。由此，能够通过调节可调电阻的阻值，使得电源模块降至预设要求电压并维持一定时间以满足掉电要求。

另外，在本实用新型第一方面所涉及的单板中，可选地，所述控制模块包括调时单元，所述调时单元用于调节所述第二信号的持续时间。由此，能够改变第二信号的持续时间，能够使得电源模块在持续时间内降至预设要求电压并维持一定时间。

本实用新型第二方面提供一种通信装置，其包括上述第一方面中所涉及的单板。由此，能够获得具有既符合掉电要求又降低能耗的单板的通信装置。

另外，在本实用新型第二方面所涉及的通信装置中，可选地，所述通信装置是客户前置设备或用户终端。由此，能够获得具有既符合掉电要求又降低能耗的单板的客户前置设备或用户终端。

根据本实用新型，提供一种既满足掉电要求又降低能耗的单板和通信装置。

附图说明

现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本实用新型的实施例，其中：

图1示出了本实用新型的示例所涉及的单板的框图。

图2示出了本实用新型的示例所涉及的电源模块的电路图。

图3示出了本实用新型的示例所涉及的控制模块的框图。

图4示出了本实用新型的示例所涉及的复位电路的电路图。

图5示出了本实用新型的示例所涉及的放电电路的电路图。

图6示出了本实用新型的示例所涉及的放电电路的电路图。

图7示出了本实用新型的示例所涉及的单板的电路图。

主要附图标号说明：

10…单板，11…电源模块，12…控制模块，121…判断单元，122…调时单元，13…放电模块，14…负载模块。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式，进一步详细地说明本实用新型。在附图中，相同的部件或具有相同功能的部件采用相同的符号标记，省略对其的重复说明。除非另有定义，本实用新型所使用的技术和科学术语具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解相同的含义。实际上，本实用新型决不限于所描述的方法和材料。

本实用新型涉及一种单板。本实用新型涉及的单板既满足掉电要求又降低能耗。其中，本实用新型中的掉电要求可以是指单板掉电后重新上电时，电源模块的电压降至预设要求电压并维持一定时间。

图1示出了本实用新型的示例所涉及的单板的框图。在一些示例中，如图1所示，单板10可以包括电源模块11、控制模块12、放电模块13和负载模块14。电源模块11的一端与控制模块12连接，电源模块11的另一端分别与放电模块13的一端和负载模块14连接，放电模块13的另一端与控制模块12连接。

图2示出了本实用新型的示例所涉及的电源模块的电路图。

在一些示例中，电源模块11可以具有电源接收端、电源输出端和使能端。

在一些示例中，电源模块11可以通过电源接收端来接收外部电压。其中，外部电压的取值范围可以取决于电源模块11内部的电源芯片(后续描述)。

在一些示例中，电源输出端可以与放电模块13连接。电源输出端可以用Vout表示。

在一些示例中，电源输出端可以与负载模块14连接。电源输出端 Vout输出的电压可以为负载模块14提供能量。

在一些示例中，电源模块11的使能端可以与控制模块12连接。换言之，使能端可以接收来自控制模块12的控制信号(后续描述)。若控制模块12的控制信号为第二信号，则电源模块11复位，也即电源模块11恢复至初始状态。

在一些示例中，电源模块11可以包括电源芯片和其他电路元件。电源芯片可以包括但不限于芯片FR9888SPGTR。

在一些示例中，其他电路元件可以包括电容。若电源模块11发生掉电现象，由于电源模块11中存在电容，电源模块11的电源输出端存在残余电压。该残余电压不能满足负载模块14的能量需求。在电源模块11重新上电时，负载模块14要求该残余电压降至预设要求电压并维持一定时间。在这种情况下，将电源模块11的电源输出端与放电模块13连接，利用放电模块13使得残余电压降至预设要求电压并维持一定时间，以满足负载模块14的掉电要求(后续描述)。

在一些示例中，如图2所示，其他电路元件可以包括第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容 C7、第一电感L1、第五电阻R5和第六电阻R6。

在一些示例中，如图2所示，电源芯片可以包括9个引脚，具体包括高边栅极驱动升压引脚(BOOST)、电源输入引脚(VIN)、电源开关输出引脚(LX)、接地引脚(GND)、电压反馈输入引脚(FB)、无连接引脚(NC)、使能输入引脚(SHDN#)、软启动引脚(SS)和散热引脚(PAD)。

在一些示例中，高边栅极驱动升压引脚与电源开关输出引脚可以通过第二电容C2连接(参见图2)。

在一些示例中，电源输入引脚可以接入外部电压来为电源芯片(例如FR9888SPGTR)提供能量。若电源芯片为FR9888 SPGTR，则外部电压范围可以是4.5V至23V。例如，外部电压可以是12V(参见图2)。

在一些示例中，电源输入引脚可以通过多个电容与接地引脚连接。其中多个电容可以包括第五电容C5、第六电容C6和第七电容C7。第五电容C5、第六电容C6和第七电容C7可以并联(参见图2)。

在一些示例中，接地引脚和散热引脚可以接地。在一些示例中，无连接引脚可以悬空。

在一些示例中，使能输入引脚可以与控制模块12连接。也即，使能输入引脚可以接收控制信号。其中，使能输入引脚SHDN#表示控制信号为低电平时电源芯片复位。但本实用新型的示例不限于此，在另一些示例中，电源芯片的使能输入引脚可以在接收高电平时电源芯片发生复位，在这种情况下，使能输入引脚可以用SHDN表示。

在一些示例中，软启动引脚可以通过第八电容与接地引脚连接(参见图2)。在一些示例中，电源开关输出引脚可以通过依次相连的第一电感L1、第五电阻R5和第六电阻R6与接地引脚连接。电源开关输出引脚可以通过依次相连的第一电感L1和第五电阻R5与电压反馈输入引脚连接。第三电容C3与第四电容C4并联，且第三电容C3与串联的第五电阻R5和第六电阻R6并联(参见图2)。

在一些示例中，高边栅极驱动升压引脚经由第二电容C2和第一电感L1可以形成电源模块11的电源输出端Vout(参见图2)。

在一些示例中，电源模块11的电源输出端Vout可以连接放电模块 12(后续描述)的第一电阻R1(参见图7)。

在一些示例中，若电源芯片的使能输入引脚接收的控制信号为第一信号，则电源芯片的高边栅极驱动升压引脚正常输出电压。若电源芯片的使能输入引脚接收的控制信号为第二信号，则电源芯片发生复位，电源芯片的高边栅极驱动升压引脚停止输出电压，电源输出端Vout 处存在残余电压。

图3示出了本实用新型的示例所涉及的控制模块12的框图。图4 示出了本实用新型的示例所涉及的复位电路的电路图。

在一些示例中，控制模块12可以基于单板的工作状态生成控制信号。单板的工作状态可以包括正常工作状态和初始上电状态。正常工作状态可以为电源模块正常供电时的状态。初始上电状态可以是上电最初一段时间的状态。控制信号可以为第一信号或第二信号。若工作状态为正常工作状态时控制信号为第一信号，若工作状态为初始上电状态时控制信号为第二信号。

在一些示例中，控制模块12可以接收供电电压以确定单板的工作状态进而生成控制信号。

在一些示例中，控制模块12可以经由使能端将控制信号传输至电源模块11。换而言之，电源模块11的使能端可以接收来自控制模块 12的控制信号。

在一些示例中，控制模块12可以将控制信号传输至放电模块13。

在一些示例中，如图3所示，控制模块12可以包括判断单元121。判断单元121可以用于比较供电电压与预设电压。若供电电压小于预设电压，则工作状态为初始上电状态，控制模块12输出的控制信号为第二信号；若供电电压大于或等于预设电压，则工作状态为正常工作状态，控制模块12输出的控制信号为第一信号。由此，能够利用判断单元121使得控制模块12输出不同的控制信号。

在一些示例中，若控制模块12为复位模块，则控制信号可以为由复位模块生成的复位信号。第一信号或第二信号可以为高电平或低电平。若第一信号为高电平，则第二信号为低电平，若第一信号为低电平，则第二信号为高电平。由此，能够利用复位信号控制放电模块13 与电源模块11的导通或断开。

在一些示例中，复位模块可以为复位芯片。复位芯片例如可以是 APX809-31SAG-7。

在一些示例中，如图4所示，复位芯片可以包括3个引脚，具体包括电源输入引脚(VCC)、接地引脚(GND)和复位输出引脚(RESET#)。

在一些示例中，电源输入引脚(VCC)可以用于接收供电电压。供电电压可以是2.5伏、3伏、3.3伏或5伏。例如供电电压可以为3.3 伏(参见图4)。如图4所示，电源输入引脚(VCC)可以经过第一电容C1接地。在一些示例中，接地引脚(GND)可以接地。

在一些示例中，复位输出引脚(RESET#)可以输出复位信号。复位信号可以用RST_N表示。复位信号RST_N可以为第一信号或第二信号。第一信号或第二信号可以为高电平或低电平。其中复位输出引脚RESET#表示输出的复位信号RST_N为低电平时复位有效。但本实用新型的示例不限于此，在另一些示例中，复位输出引脚在输出的复位信号RST_N为高电平时复位有效。在这种情况下，复位输出引脚可以用RESET表示。

在一些示例中，控制模块12的第二信号的持续时间可以为 100ms-200ms。在这种情况下，放电模块13在接收第二信号时对电源模块11进行放电以使残余电压下降至预设要求电压，并在持续时间内维持一定的时间。由此，能够使得电源模块11在持续时间内降至预设要求电压并维持一定时间。

在一些示例中，第二信号为低电平时，低电平的持续时间可以为 100ms-200ms。在另一些示例中，第二信号为高电平时，高电平的持续时间可以为100ms-200ms。

在一些示例中，若第二信号的持续时间结束，且供电电压大于或等于预设电压时，控制模块12输出的控制信号为第一信号。若第二信号的持续时间结束，且供电电压小于预设电压时，控制模块12输出的控制信号维持第二信号。

但本实用新型的示例不限于此，在另一些示例中，由于负载模块 14的实际的掉电要求不同，因此可以对第二信号的持续时间进行调整。例如，如图3所示，控制模块12可以包括调时单元122。调时单元122 可以用于调节第二信号的持续时间。由此，能够改变第二信号的持续时间，能够使得电源模块11在持续时间内降至预设要求电压并维持一定时间。在一些示例中，调时单元122可以根据负载模块14的实际的掉电要求将第二信号的持续时间调短或者调长，由此，能够基于实际需求使得电源模块11在持续时间内降至预设要求电压并维持一定时间。

图5示出了本实用新型的示例所涉及的放电电路的电路图。图6 示出了本实用新型的示例所涉及的放电电路的电路图。图7示出了本实用新型的示例所涉及的单板的电路图。

在一些示例中，放电模块13可以接收控制信号。若控制信号为第一信号，则放电模块13不工作。若控制信号为第二信号，则放电模块 13工作，也即放电模块13对电源模块11进行放电。在这种情况下，能够避免在控制信号为第一信号时，放电模块13消耗电源模块11的能量，从而使得控制信号为第一信号时降低单板的能耗。

在一些示例中，放电模块13可以具有接收控制信号的信号接收端、与电源输出端连接的放电输入端和放电输出端。

在一些示例中，放电模块13可以基于控制信号来调节电源输出端与放电输出端的导通或断开。若控制信号为第一信号，则放电模块13 的放电输入端和放电输出端之间不导通(即断开)。若控制信号为第二信号，则放电模块13的放电输入端和放电输出端之间导通。放电输入端和放电输出端之间导通时可以对电源模块11进行放电。

以下以NPN型三极管为例结合附图5至图7对放电模块14进行描述。

在一些示例中，如图5所示，放电模块14可以包括第一三极管、第二三极管和第一电阻。其中，第一三极管和第二三极管为NPN型三极管。若控制信号为第二信号，第二信号为低电平时，第一三极管VT1 截止，第二三极管VT2导通，第二三极管VT2和第一电阻R1对电源模块11进行放电。由此，能够利用第二三极管VT2和第一电阻R1对电源模块11进行放电。在一些示例中，若控制信号为第一信号，第一信号为高电平时，第一三极管VT1导通，第二三极管VT2截止，则第二三极管VT2和第一电阻R1停止对电源模块11进行放电。

在一些示例中，第一三极管VT1的第一基极可以为放电模块13 的信号接收端。第二三极管VT2的第二发射极可以为放电模块13的放电输出端。在一些示例中，第二发射极接地也即放电输出端接地。第一三极管VT1的第一集电极可以连接第二三极管VT2的第二基极。第一三极管VT1的第一发射极与第二三极管VT2的第二发射极连接，第一三极管VT1的第一发射极接地(参见图5)。

在一些示例中，第二三极管VT2的第二集电极可以连接第一电阻 R1的一端。第一电阻R1的另一端可以连接电源输出端Vout(参见图 7)和负载模块14。由此，能够进一步利用第二三极管VT2和第一电阻R1对电源模块11进行放电。

在一些示例中，连接电源输出端Vout的第一电阻R1的一端可以连接第一额定电压。如图5或图6所示，第一额定电压例如可以是5VD (即+5V)。

但本实用新型的示例不限于此，若第一三极管和第二三极管为 PNP型三极管。第二信号为高电平时，放电模块13可以对电源模块11 进行放电，第一信号为低电平时，放电模块13可以停止对电源模块11 进行放电。

在另一些示例中，第一电阻R1可以为可调电阻。由此，能够通过调节可调电阻的阻值，使得电源模块11降至预设要求电压并维持一定时间以满足掉电要求。在这种情况下，可以通过调节可调电阻的阻值，使得放电输入端和放电输出端之间的阻值增大，从而使得残余电压较快地下降至预设要求电压。

在一些示例中，如图6所示，放电模块13还可以包括第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一基极可以经由第二电阻R2连接控制模块12(参见图7)。第一集电极可以经由第三电阻R3与第二基极连接。第一集电极可以经由第四电阻R4与第二额定电压连接。由此，能够利用第一三极管VT1、第二三极管VT2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4对电源模块11进行放电。如图 6所示，第二额定电压例如可以是3.3VD(即+3.3V)。

在一些示例中，如上所述，单板10可以包括负载模块14。在一些示例中，负载模块14可以具有与电源输出端连接的负载输入端。在一些示例中，若控制信号为第二信号，则电源模块11可以停止向负载模块14供电(即提供能量)，并且电源输出端与放电输出端导通以对电源模块11进行放电。若控制信号为第一信号，则电源输出端与放电输出端断开，电源模块11向负载模块14供电。

在一些示例中，负载模块14可以为耗电元件。在一些示例中，负载模块14可以集成的多芯片模块。

在本实用新型中，控制信号为第二信号，则电源模块11停止向负载模块14供电，并且电源输出端与放电输出端导通以对电源模块11 进行放电，由此，能够使得电源模块11的电压降至预设要求电压并维持一定时间以满足掉电要求。控制信号为第一信号，则电源输出端与放电输出端断开，电源模块11向负载模块14供电。由此，能够避免放电模块13在电源模块11工作时耗电以节约能耗。

在一些示例中，在本实用新型涉及一种通信装置。该通信装置可以包括上述的涉及的单板10。由此，能够获得具有既符合掉电要求又降低能耗的单板的通信装置。

在一些示例中，通信装置可以是客户前置设备(Customer Premise Equipment、CPE)或用户终端。由此，能够获得具有既符合掉电要求又降低能耗的单板的客户前置设备或用户终端。

在一些示例中，用户终端例如可以是个人计算机、笔记本电脑、智能手机、专用主机、移动互联网设备中的一种。智能手机例如可以是5G手机。

根据本实用新型，提供一种既满足掉电要求有降低能耗的单板和通信装置。

虽然以上结合附图和实施例对本实用新型进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本实用新型。本领域技术人员在不偏离本实用新型的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本实用新型进行变形和变化，这些变形和变化均落入本实用新型的范围内。

Claims (10)

1.一种单板，其特征在于，包括：电源模块，其具有电源接收端、电源输出端以及使能端，所述电源模块通过所述电源接收端来接收外部电压；控制模块，其用于基于所述单板的工作状态生成控制信号并经由所述使能端将所述控制信号传输至所述电源模块，若所述工作状态为正常工作状态时所述控制信号为第一信号，若所述工作状态为初始上电状态时所述控制信号为第二信号；放电模块，其具有接收所述控制信号的信号接收端、与所述电源输出端连接的放电输入端和放电输出端，所述放电模块基于所述控制信号来调节所述电源输出端与所述放电输出端的导通或断开；以及负载模块，其具有与所述电源输出端连接的负载输入端，其中，若所述控制信号为第二信号，则所述电源模块停止向所述负载模块供电，并且所述电源输出端与所述放电输出端导通以对所述电源模块进行放电，若所述控制信号为第一信号，则所述电源输出端与所述放电输出端断开，所述电源模块向所述负载模块供电。

2.如权利要求1所述的单板，其特征在于，

所述控制模块包括判断单元，所述判断单元用于比较供电电压与预设电压，若供电电压小于预设电压，则所述工作状态为初始上电状态，所述控制模块输出的控制信号为第二信号，若供电电压大于或等于预设电压，则所述工作状态为正常工作状态，所述控制模块输出的控制信号为第一信号。

3.如权利要求2所述的单板，其特征在于，

若控制模块为复位模块，则所述控制信号为由所述复位模块生成的复位信号，所述第一信号或第二信号为高电平或低电平，若所述第一信号为高电平，则所述第二信号为低电平，若所述第一信号为低电平，则所述第二信号为高电平。

4.如权利要求1或3所述的单板，其特征在于，

所述控制模块的第二信号的持续时间为100ms-200ms。

5.如权利要求1-3中任一项所述的单板，其特征在于，

放电模块包括第一三极管、第二三极管和第一电阻，若所述控制信号为第二信号，所述第一三极管截止，所述第二三极管导通，所述二三极管和第一电阻对所述电源模块进行放电，

所述第一三极管的第一基极为所述放电模块的信号接收端，第二三极管的第二发射极为所述放电模块的放电输出端，所述放电输出端接地，所述第一三极管的第一集电极连接所述第二三极管的第二基极，所述第一三极管的第一发射极接地，所述第二三极管的第二集电极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述电源输出端和所述负载模块。

6.如权利要求5所述的单板，其特征在于，

所述放电模块还包括第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一基极经由所述第二电阻连接所述控制模块，所述第一集电极经由所述第三电阻与所述第二基极连接，所述第一集电极经由所述第四电阻与第二额定电压连接。

7.如权利要求5所述的单板，其特征在于，

所述第一电阻为可调电阻。

8.如权利要求4所述的单板，其特征在于，

所述控制模块包括调时单元，所述调时单元用于调节所述第二信号的持续时间。

9.一种通信装置，其特征在于，包括：上述权利要求1-8中任一项单板。

10.如权利要求9所述的通信装置，其特征在于，

所述通信装置是客户前置设备或用户终端。

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