CN219305002U - 耳机检测电路和耳机盒 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种耳机检测电路和耳机盒。耳机检测电路包括：供电电源、第一触点、第二触点、第一电容、第一开关管和控制单元；供电电源分别与第一电容的第一端和所述第一触点相连，第一电容的第二端分别与第一开关管的第一端和第二触点相连，第一开关管的第二端与控制单元相连，所述第一开关管的第三端接地，其中，第一触点和所述第二触点用于在耳机位于耳机槽内时分别与耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触；控制单元用于根据第一开关管的工作状态确定耳机是否入盒。如此，利用耳机入盒时第一电容产生的交变电信号确定耳机是否入盒，提高了耳机入盒检测的灵敏度，有效避免误检问题，提高了对耳机入盒检测的效率。

Description

耳机检测电路和耳机盒

技术领域

本公开涉及穿戴式设备技术领域，尤其涉及一种耳机检测电路和耳机盒。

背景技术

随着蓝牙技术和无线技术的发展，TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)耳机等无线耳机迅速发展，用户对无线耳机长续航能力的要求进一步提升。由于无线耳机体积小、电池容量小，导致无线耳机续航能力低。虽然充电盒可对无线耳机进行充电，但是需要耳机放入充电盒内，充电盒检测到耳机才能对耳机进行充电，如果充电盒未及时检测到无线耳机入盒，导致充电盒未及时充电，将无法保证无线耳机的使用时长，从而会影响用户的体验感。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种耳机检测电路和耳机盒。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种耳机检测电路，包括：供电电源、第一触点、第二触点、第一电容、第一开关管和控制单元；

所述供电电源分别与所述第一电容的第一端和所述第一触点相连，所述第一电容的第二端分别与所述第一开关管的第一端和所述第二触点相连，所述第一开关管的第二端与所述控制单元相连，所述第一开关管的第三端接地，其中，所述第一触点和所述第二触点用于在耳机位于耳机槽内时分别与所述耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触；

所述控制单元用于根据所述第一开关管的工作状态确定所述耳机是否入盒。

可选地，所述电路还包括：第二电容，所述第二电容的第一端分别与所述第一电容的第二端和所述第二触点相连，所述第二电容的第二端与所述第一开关管的第一端相连。

可选地，所述电路还包括：第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端和所述第二触点相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端、所述第一开关管的第一端和所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端接地。

可选地，所述耳机包括左耳机和右耳机，所述第一触点包括第一左触点和第一右触点，所述第二触点包括第二左触点和第二右触点，所述第一电容包括电容C1和电容C2，第一开关管包括开关管Q1和开关管Q2，其中，所述第一左触点和所述第二左触点用于在所述左耳机位于耳机槽内时分别与所述左耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触，所述第一右触点和第二右触点用于在所述右耳机位于耳机槽内时分别与所述右耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触。

可选地，所述耳机检测电路还包括第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述控制单元相连，所述第二开关管的第二端与所述第二触点相连，所述第二开关管的第三端接地；

所述控制单元还用于在检测到所述耳机入盒时控制所述第二开关管导通，以使所述供电电源为所述耳机充电。

可选地，所述耳机检测电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二开关管的第一端相连，所述第三电阻的第二端接地。

可选地，所述耳机检测电路还包括电流检测单元，所述电流检测单元与所述第二开关管的第三端相连。

可选地，所述电流检测单元包括采样电阻和电流监视器，所述采样电阻的第一端分别与所述第二开关管的第三端和所述电流监视器的第一电压引脚相连，所述采样电阻的第二端与所述电流监视器的第二电压引脚相连，所述电流监视器用于根据所述第一电压引脚与所述第二电压引脚之间的压差以及所述采样电阻的阻值输出电流信号。

可选地，所述耳机检测电路还包括提示设备，所述控制单元分别与所述电流监视器和所述提示设备相连；

所述控制单元用于在所述第一开关管处于导通状态时控制所述提示设备输出第一提示信息，以提示所述耳机已入盒；以及

所述控制单元用于接收所述电流监视器发送的电流信号，并根据所述电流信号表征的充电电流大小控制所述提示设备输出相应的第二提示信息。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种耳机盒，所述耳机盒包括耳机盒本体和如本公开实施例的第一方面所述的耳机检测电路。

本公开的实施例提供的耳机检测电路可以包括以下有益效果：

采用上述耳机检测电路，利用耳机入盒时第一电容产生的交变电信号控制第一开关管导通，从而使控制单元可以根据第一开关管的工作状态确定耳机是否入盒，提高了耳机入盒检测的灵敏度，有效避免误检问题，提高了对耳机入盒检测的效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种耳机检测电路的框图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种耳机检测电路的电路图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

目前，耳机入盒检测的方法有多种，包括非接触式入盒检测和接触式入盒检测。其中，非接触式入盒检测如霍尔传感器检测、红外传感器检测等等，接触式入盒检测如机械弹针接触检测。

示例地，红外传感器检测是把光发射器和接收器面对面地装在一个槽的两侧。发光器发出红外光，在开盖时接收器能收到光，合盖时槽中光线被遮挡，接收器接收不到光或者接收到微弱的光，因此，可以根据接收到光的强度确定耳机是否入盒。该方案检测速度快，但功耗大，易受灰尘水汽等因素影响，导致检测效率较低。霍尔传感器检测是利用霍尔效应对磁场变化进行检测，相对于簧片、机械式一类的开关，其数字输出干净平稳，不会出现抖动，没有冲击等情况的产生，寿命高、耐振动；相对于红外传感器检测，这种检测方式不受油污、灰尘、水汽和盐雾污染或腐蚀、功耗低、体积小、重量轻、安装方便，但是使用成本较高，也同时增加了耳机侧的重量。机械弹针接触检测的优点是机械弹针结构简单，对精度要求高，但是使用寿命短，易受粉尘、水汽、振动等因素影响，触点容易锈化，极易产生金属疲劳损坏。

有鉴于此，本公开提供一种耳机检测电路和耳机盒，利用电容充放电时产生的交变电信号对耳机是否入盒进行检测，提高耳机入盒检测的灵敏度，有效避免误检问题，提高对耳机入盒检测的效率。

图1是根据一示例性实施例示出的一种耳机检测电路的框图。如图1所示，该耳机检测电路可以包括供电电源101、第一触点102、第二触点103、第一电容104、第一开关管105和控制单元106。其中，供电电源101分别与第一电容104的第一端和第一触点102相连，第一电容104的第二端分别与第一开关管105的第一端和第二触点103相连，第一开关管105的第二端与控制单元106相连，第一开关管105的第三端接地，其中，第一触点102和第二触点103用于在耳机20位于耳机槽内时分别与耳机20的正极导电片对应的正弹片201和负极导电片对应的负弹片202接触。控制单元106用于根据第一开关管105的工作状态确定耳机20是否入盒。

在本公开中，正极导电片对应的正弹片201是指紧挨着正极导电片的弹片，负极导电片对应的负弹片202是指紧挨着负极导电片的弹片。

图1所示的耳机检测电路的工作原理如下：当耳机20入盒时，耳机20的正极导电片对应的正弹片201与第一触点102接触，耳机的负极导电片对应的负弹片202与第二触点103接触。在接触的瞬间为第一电容104充电，接着，第一电容104放电，此时会产生一个交变信号。并且，该交变信号传至第一开关管105，使第一开关管105导通。相应地，控制单元106在确定第一开关管105处于导通状态时确定耳机入盒。

采用上述耳机检测电路，利用耳机入盒时第一电容产生的交变电信号控制第一开关管导通，从而使控制单元可以根据第一开关管的工作状态确定耳机是否入盒，提高了耳机入盒检测的灵敏度，有效避免误检问题，提高了对耳机入盒检测的效率。

在实际应用中，耳机包括左耳机和右耳机，通常检测耳机是否入盒包括检测左耳机是否入盒和右耳机是否入盒。因此，在一种实施例中，耳机包括左耳机和右耳机。第一触点102包括第一左触点和第一右触点，第二触点包括第二左触点和第二由触点，其中，第一左触点和第二左触点用于在左耳机位于耳机槽内时分别与左耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触，第一右触点和第二右触点用于在右耳机位于耳机槽内时分别与右耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触。第一电容包括电容C11和电容C12，第一开关管105包括开关管Q11和开关管Q12。

此外，第一开关管可以为半导体开关管。例如，第一开关管可以选自三极管和MOS管中的一者。在该实施例中，以第一开关管为N型MOS管、控制单元106为芯片MCU为例进行说明。

图2是根据一示例性实施例示出的一种耳机检测电路的电路图。如图2所示，供电电源101为电源VCC，检测左耳机是否入盒的电路结构为：电源VCC分别与电容C11的第一端和第一左触点相连，电容C11的第二端分别与开关管Q11的栅极和第二左触点相连，开关管Q11的漏极与芯片MCU的第一GPIO(General Purpose Input/Output Port，通用输入输出引脚)相连，开关管Q11的源极接地。类似地，检测右耳机是否入盒的电路结构如上所述，在此不再赘述。

当左耳机入盒时，左耳机的正极导电片对应的正弹片与第一左触点接触，左耳机的负极导电片对应的正弹片与第二左触点接触。电容C11充放电产生交变信号。该交变信号传至开关管Q11的栅极，使开关管Q11导通，从而使芯片MCU的第一GPIO(即图2中的GPIO1)拉低，GPIO1接口的外部中断信号被触发。芯片MCU根据读取到GPIO1接口电平信号确定左耳机是否入盒。示例地，若设定GPIO1接口的外部中断信号为高电平，则芯片MCU读取到GPIO1接口的电平信号为高电平时确定左耳机入盒。若设定GPIO1接口的外部中断信号为低电平，则芯片MCU读取到GPIO1接口的电平信号为低电平时确定左耳机入盒。类似地，当右耳机入盒时，右耳机的正极导电片对应的正弹片与第一右触点接触，右耳机的负极导电片对应的正弹片与第二右触点接触。电容C12充放电产生交变信号。该交变信号传至开关管Q12的栅极，使开关管Q12导通，从而使芯片MCU的第二GPIO(即图2中的GPIO2)拉低，GPIO2接口的外部中断信号被触发。芯片MCU根据读取到GPIO2接口电平信号确定右耳机是否入盒。

应当理解的是，在耳机入盒之后耳机内的电池使第一开关管一直处于导通状态。例如，左耳机入盒后，开关管Q11的栅极与源极之间存在压差，开关管Q11就会导通，或者，右耳机入盒后，开关管Q12的栅极与源极之间存在压差，开关管Q12就会导通。如此，当耳机入盒之后，整个耳机检测电路仍处于通电状态，增加了耳机检测电路的功耗，缩短了耳机检测电路的使用寿命。

考虑到耳机入盒之后，耳机内的电池输出的是直流电，因此，在一些实施例中，耳机检测电路还可以包括第二电容。且该第二电容的第一端分别与第一电容104的第二端和第二触点103相连，第二电容的第二端与第一开关管105的第一端相连。考虑到耳机包括左耳机和右耳机，类似地，第二电容包括电容C21和电容C22。

如图2所示，电容C21的第一端分别与电容C11的第二端和第二左触点相连，电容C21的第二端与开关管Q11的栅极相连。这样，在左耳机入盒瞬间，开关管Q11导通。在左耳机入盒之后，电容C21阻挡直流电流通过，开关管Q11不导通。类似地，电容C22的第一端分别与电容C12的第二端和第二右触点相连，电容C22的第二端与开关管Q12的栅极相连。这样，在右耳机入盒瞬间，开关管Q12导通。在右耳机入盒之后，电容C22阻挡直流电流通过，开关管Q12不导通。如此，可以降低开关管的功耗，延长耳机检测电路的使用寿命。

在实际应用中，当第一开关管的导通电压较大时第一开关管易被烧毁，因此，为了避免因电压较大而导致第一开关管损坏的问题，在一些实施例中，耳机检测电路还可以包括第一电阻和第二电阻，其中，第一电阻的第一端分别与第一电容的第二端、第二电容的第一端和第二触点相连，第一电阻的第二端分别与第二电容的第二端、第一开关管的第一端和第二电阻的第一端相连，第二电阻的第二端接地。

如图2所示，第一电阻包括电阻R11和电阻R12，第二电阻包括电阻R21和电阻R22。其中，电阻R11的第一端分别与电容C11的第二端、电容C21的第一端和第二左触点相连，电阻R11的第二端分别与电容C21的第二端、开关管Q11的栅极和电阻R21的第一端相连，电阻R21的第二端接地。类似地，电阻R12的第一端分别与电容C12的第二端、电容C22的第一端和第二右触点相连，电阻R12的第二端分别与电容C22的第二端、开关管Q12的栅极和电阻R22的第一端相连，电阻R22的第二端接地。通过调整电阻R11和电阻R21的大小，可以控制开关管Q11的栅极和源极的压差，避免开关管Q11因压差过大而损坏。以及，通过调整电阻R12和电阻R22的大小，可以控制开关管Q12的栅极和源极的压差，避免开关管Q12因压差过大而损坏。

如此，采用上述耳机检测电路，通过调整第一电阻和第二电阻的阻值大小，可确保第一开关管损坏，进一步延长了耳机检测电路的使用寿命。

在实际应用中，当耳机入盒之后，还需要对耳机进行充电，因此，在一些实施例中，在检测到耳机入盒之后，该耳机检测电路还可以用于控制供电电源为耳机充电。示例地，耳机检测电路还包括第二开关管。第二开关管的第一端与控制单元相连，第二开关管的第二端与第二触点相连，第二开关管的第三端接地。其中，控制单元还用于在检测到耳机入盒时控制第二开关管导通，以使供电电源为耳机充电。

类似地，第二开关管可以为半导体开关管。例如，第二开关管可以选自三极管和MOS管中的一者。在该实施例中，以第二开关管为N型MOS管为例进行说明。类似地，为了实现分别控制左耳机和右耳机充电，第二开关管可以包括开关管Q21和开关管Q22。

示例地，如图2所示，开关管Q21的栅极与芯片MCU的第三GPIO(即，GPIO3)相连，开关管Q21的漏极与第二左触点相连。当芯片MCU检测到左耳机入盒时，通过GPIO3输出开关信号SWITCH1，以通过开关信号SWITCH1控制开关管Q21导通。在开关管Q21导通时，电源VCC为左耳机充电。

类似地，开关管Q22的栅极与芯片MCU的第四GPIO(即，GPIO4)相连，开关管Q22的漏极与第二右触点相连。当芯片MCU检测到右耳机入盒时，通过GPIO4输出开关信号SWITCH2，以通过开关信号SWITCH2控制开关管Q22导通。在开关管Q22导通时，电源VCC为右耳机充电。

如此，采用上述耳机检测电路既可以对耳机入盒进行检测，也可以对入盒后的耳机进行充电，降低了耳机检测电路的成本。

此外，为了避免第二开关管的驱动电流过大，在一些实施例中，该耳机检测电路还包括第三电阻，第三电阻的第一端与第二开关管的第一端相连，第三电阻的第二端接地。即，利用第三电阻分流以减小第二开关管的驱动电流。类似地，如图2所示，第三电阻包括电阻R31和电阻R32。电阻R31的第一端与开关管Q21的栅极相连，电阻R31的第二端接地。电阻R32的第一端与开关管Q22的栅极相连，电阻R32的第二端接地。如此，可以减小第二开关管的驱动电流，避免第二开关管的功率过大而烧毁。

在本公开中，该耳机检测电路还可以包括电流检测单元，该电流检测电源与第二开关管的第三端相连，用于检测耳机的充电电流大小。示例地，该电流检测电路可以包括采样电阻和电流监视器。采样电阻的第一端分别与第二开关管的第三端和电流监视器的第一电压引脚相连，采样电阻的第二端与电流监视器的第二电压引脚相连，电流监视器用于根据第一电压引脚与第二电压引脚之间的压差以及采样电阻的阻值输出电流信号。其中，采样电阻包括电阻R41和电阻R42，电流监视器为芯片LTC2990。

如图2所示，电阻R41的第一端分别与开关管Q21的源极和芯片LTC2990的电压引脚V11相连，电阻R41的第二端与芯片LTC2990的电压引脚V21相连。电阻R42的第一端分别与开关管Q22的源极和芯片LTC2990的电压引脚V12相连，电阻R42的第二端与芯片LTC2990的电压引脚V22相连。如此，芯片LTC2990可以根据电压引脚V11与电压引脚V21之间的压差以及电阻R41的阻值确定充电电流，并根据该充电电流输出左耳机的电流信号。类似地，芯片LTC2990可以根据电压引脚V21与电压引脚V22之间的压差以及电阻R42的阻值确定充电电流，并根据该充电电流输出右耳机的电流信号。

在一些实施例中，电流监视器和控制单元相连，例如，芯片LTC2990的SCL引脚和SDA引脚分别与芯片MCU中的SCL引脚和SDA引脚相连。芯片LTC2990将电流信号发送至芯片MCU，芯片MCU根据电流信号表征的充电电流大小确定是否继续对耳机进行充电。例如，若充电电流大于或等于预设的电流阈值，则确定耳机已充满电，此时，芯片MCU输出开关信息控制第二开关管不导通，控制电源VCC停止为耳机充电。

此外，为了便于用户获知耳机已入盒和/或耳机的充电状态，在一些实施例中，耳机检测电路还包括提示设备，控制单元分别与电流监视器和提示设备相连。控制单元用于在第一开关管处于导通状态时控制提示设备输出第一提示信息，以提示耳机已入盒；以及控制单元用于接收电流监视器发送的电流信号，并根据电流信号表征的电流大小控制提示设备输出相应的第二提示信息。其中，提示设备可以为灯光提示设备、语音提示设备、文本提示设备等等。

如图2所示，提示设备为指示灯，芯片MCU的PWM引脚与提示灯相连，且芯片LTC2990的SCL引脚和SDA引脚分别与芯片MCU中的SCL引脚和SDA引脚相连。示例地，芯片MCU在确定耳机入盒时控制提示灯点亮。例如，预先设置提示灯的亮度和/或点亮颜色来耳机入盒，这样，芯片MCU在检测到耳机入盒时控制提示灯以该亮度和/或该点亮颜色进行点亮，便于用户获知耳机已入盒。

又示例地，用户还可以利用指示灯输出的第二提示信息获知耳机充电电流的大小。例如，预先设置不同的充电电流大小与指示灯亮度和/或点亮颜色之间的对应关系，芯片MCU通过SCL引脚和SDA引脚接收到芯片LTC2990发送的电流信号时，根据电流信号表征的充电电流大小控制指示灯的以该充电电流对应的亮度和/或者点亮颜色进行点亮。

如此，采用上述耳机检测电路，可以通过提示设备输出的第一提示信息提示用户耳机已入盒，以及，通过提示设备输出的第二提示信息提示用户耳机的充电状态，便于用户获知耳机的充电状态，提高了对耳机充电的智能化。

基于同一构思，本公开还提供一种耳机盒，所述耳机盒包括耳机盒本体和本公开所提供的耳机检测电路。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种耳机检测电路，其特征在于，包括：供电电源、第一触点、第二触点、第一电容、第一开关管和控制单元；

所述供电电源分别与所述第一电容的第一端和所述第一触点相连，所述第一电容的第二端分别与所述第一开关管的第一端和所述第二触点相连，所述第一开关管的第二端与所述控制单元相连，所述第一开关管的第三端接地，其中，所述第一触点和所述第二触点用于在耳机位于耳机槽内时分别与所述耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触；

所述控制单元用于根据所述第一开关管的工作状态确定所述耳机是否入盒。

2.根据权利要求1所述的耳机检测电路，其特征在于，所述电路还包括：第二电容，所述第二电容的第一端分别与所述第一电容的第二端和所述第二触点相连，所述第二电容的第二端与所述第一开关管的第一端相连。

3.根据权利要求2所述的耳机检测电路，其特征在于，所述电路还包括：第一电阻和第二电阻，其中，所述第一电阻的第一端分别与所述第一电容的第二端、所述第二电容的第一端和所述第二触点相连，所述第一电阻的第二端分别与所述第二电容的第二端、所述第一开关管的第一端和所述第二电阻的第一端相连，所述第二电阻的第二端接地。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的耳机检测电路，其特征在于，所述耳机包括左耳机和右耳机，所述第一触点包括第一左触点和第一右触点，所述第二触点包括第二左触点和第二右触点，所述第一电容包括电容C1和电容C2，第一开关管包括开关管Q1和开关管Q2，其中，所述第一左触点和所述第二左触点用于在所述左耳机位于耳机槽内时分别与所述左耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触，所述第一右触点和第二右触点用于在所述右耳机位于耳机槽内时分别与所述右耳机的正极导电片对应的正弹片和负极导电片对应的负弹片接触。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的耳机检测电路，其特征在于，所述耳机检测电路还包括第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述控制单元相连，所述第二开关管的第二端与所述第二触点相连，所述第二开关管的第三端接地；

所述控制单元还用于在检测到所述耳机入盒时控制所述第二开关管导通，以使所述供电电源为所述耳机充电。

6.根据权利要求5所述的耳机检测电路，其特征在于，所述耳机检测电路还包括第三电阻，所述第三电阻的第一端与所述第二开关管的第一端相连，所述第三电阻的第二端接地。

7.根据权利要求5所述的耳机检测电路，其特征在于，所述耳机检测电路还包括电流检测单元，所述电流检测单元与所述第二开关管的第三端相连。

8.根据权利要求7所述的耳机检测电路，其特征在于，所述电流检测单元包括采样电阻和电流监视器，所述采样电阻的第一端分别与所述第二开关管的第三端和所述电流监视器的第一电压引脚相连，所述采样电阻的第二端与所述电流监视器的第二电压引脚相连，所述电流监视器用于根据所述第一电压引脚与所述第二电压引脚之间的压差以及所述采样电阻的阻值输出电流信号。

9.根据权利要求8所述的耳机检测电路，其特征在于，所述耳机检测电路还包括提示设备，所述控制单元分别与所述电流监视器和所述提示设备相连；

所述控制单元用于在所述第一开关管处于导通状态时控制所述提示设备输出第一提示信息，以提示所述耳机已入盒；以及

所述控制单元用于接收所述电流监视器发送的电流信号，并根据所述电流信号表征的充电电流大小控制所述提示设备输出相应的第二提示信息。

10.一种耳机盒，其特征在于，所述耳机盒包括耳机盒本体和如权利要求1-9中任一项所述的耳机检测电路。

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