DD224733A1

DD224733A1 - DEVICE FOR HIDING FAULT SIGNALS FROM A PULSE SOURCE SIGNAL

Info

Publication number: DD224733A1
Application number: DD26290984A
Authority: DD
Inventors: Wolfgang Linke
Original assignee: Kreisbetr F Landtechnik Dippol
Priority date: 1984-05-10
Filing date: 1984-05-10
Publication date: 1985-07-10

Abstract

Bei der Erfindung handelt es sich um eine Einrichtung zur Ausblendung von Stoersignalen aus einem impulsfoermigen Nutzsignal, bei der zwischen Eingang und Ausgang des zu bewertenden Signalweges ein Tor zwischengeschaltet ist, welches nach Passieren des Nutzsignales fuer eine Zeitdauer, die einem definierten Bruchteil der Periodendauer des Nutzsignales entspricht, gesperrt ist. Dabei wird das Ziel verfolgt, ohne zusaetzliche Messfuehler auszukommen sowie den Messvorgang zu vereinfachen als auch die Messgenauigkeit zu erhoehen. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung, bei der fuer einen verhaeltnismaessig grossen Frequenzbereich des Nutzsignales eine exakte Erfassung dieses Nutzsignales und eine Unterdrueckung aller Stoersignale erfolgt. Diese Aufgabe ist derart geloest, dass die Sperrzeit des Tores durch eine Steuereinrichtung direkt aus dem zu bewertenden Eingangssignal gewonnen ist, wobei ein Maximalwertkomparator die Periodendauer erfasst und diese eine Frequenz-Zeitwandlung erfaehrt, mit der das Tor gesteuert wird. Fig. 1In the invention, it is a device for suppressing interference signals from a pulse-shaped useful signal, in which a gate is interposed between the input and output of the signal path to be evaluated, which after passing the useful signal for a period of time, a defined fraction of the period of the Nutzsignales corresponds, is locked. The goal is to get along without additional Meßfuehler and to simplify the measurement process as well as to increase the accuracy of measurement. The object of the invention is to provide a device in which for a relatively large frequency range of the useful signal, an exact detection of this useful signal and a suppression of all interference signals. This object is achieved in such a way that the blocking time of the gate is obtained by a control device directly from the input signal to be evaluated, wherein a maximum value comparator detects the period duration and this experiences a frequency-time conversion with which the gate is controlled. Fig. 1

Description

Titel der Erfindung:Title of the invention:

Einrichtung zur Ausblendung von Störsignalen aus einem impulsförmigen HutzsignaiDevice for suppressing interference signals from a pulsed Hutzsignai

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ausblendung von Störsignalen aus einem impulsförmigen Hutzsignai, bei der zwischen Eingang und Ausgang des Signalweges eines zu bewertenden Signales ein Tor zwischengeschaltet ist, welches nach Passieren des iiutzsignales für eine Zeitdauer, die einem definierten Bruchteil der Periodendauer des Nutzsignales entspricht, gesperrt ist.The invention relates to a device for suppressing interference from a pulse-shaped Hutzsignai in which between the input and output of the signal path of a signal to be evaluated, a gate is inserted, which after passing the iiutzsignales for a period corresponding to a defined fraction of the period of the useful signal Is blocked.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Technische Vorgänge werden stets durch eine Vielzahl von Informationen charakterisiert. In der Regel interessiert davon nur eine bestimmte Information, d. h. ein liutzsignal, dem Störsignale überlagert sind. Zur sicheren Auswertung eines solchen Ifuts signal es sind die Störsignale zu eliminieren. Bei sich periodisch wiederholenden Vorgängen wie etwa der dynamischen Pördarbeginnmessung von Kraftstoffeinspritzpumpen oder der Zündzeitpunktmessung an Otto-Motoren ist oft der Beginn oder das Ende des Vorganges von Interesse. Der Beginn eines Vorganges wird dabei jeweils durch die Vorderflanke des ersten Impulses einer Impulsfolge charakterisiert. Diese Vorderflanke kann dann innerhalb einerCharacteristic of the known technical solutions: Technical processes are always characterized by a multitude of information. As a rule, only a specific piece of information is interested in it, ie. H. a liutzsignal, the interference signals are superimposed. For the reliable evaluation of such an Ifut signal, it is necessary to eliminate the interference signals. In periodically repeating processes such as the dynamic Pördarbeginnmessung of fuel injection pumps or the ignition timing on gasoline engines is often the beginning or the end of the process of interest. The beginning of a process is characterized in each case by the leading edge of the first pulse of a pulse train. This leading edge can then within a

Periode als Uutzsignal betrachtet werden, wogegen alle darauffolgenden Signale als Störsignale anzusehen sind. 1st nun die Anstiegszeit dieser Impulsflanke verhältnis- mäßig groß (flacher Anstieg), ist es notwendig, die Auswertung bei einem möglichst geringen Teil der Maximalamplitude des ersten Impulses vorzunehmen (niedrige Ansprechschwelle) .Period are considered Uutzsignal, whereas all subsequent signals are to be regarded as interference signals. If the rise time of this pulse edge is comparatively large (flat rise), it is necessary to carry out the evaluation with the smallest possible part of the maximum amplitude of the first pulse (low response threshold).

Dies führt jedoch zwangsläufig dazu, daß auch Störimpulse geringer Amplitude als Nutzimpulse ausgewertet v/erden, somit eine Fehlauswertung erfolgt. Aus diesem Grund wird bei bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise durch die DS-OS 2 805 175 und aus MTZ 37(1976) H. 10, S. 394 bzw. 25(1964) H. 7, S. 292 gekennzeichnet sind, nach Eintreten des ersten Impulses ein Singangstor für eine konstante Zeit geschlossen, so daß nachfolgende Störimpulse nicht wirksam werden können. Nachteilig ist hierbei, daß der Frequenzbereich, bei dem diese Verfahren angewendet werden, relativ gering ist, da die Sperrzeit so lang sein muß, daß sämtliche Störimpulse sicher abgeklungen sind. Die Sperrzeit muß andererseits jedoch kürzer als die kleinste Periodendauer der Information sein, da sonst bei Eintreffen des nächsten Hutzimpulses der Eingang noch gesperrt ist. Um den Frequenzbereich etwas zu vergrößern, wird meist ein Kompromiß eingegangen. Dabei wird die Sperrzeit etwas kürzer gewählt, so daß nach dem Öffnen des Tores nur noch Störimpulse geringer Amplitude vorhanden sind, die jedoch unwirksam gemacht werden können, wenn die Ansp rechschwelle entsprechend hoch eingestellt ist. Durch diese Maßnahme entsteht bei flachem Anstieg des Hutzimpulses ein Fehler bei der Erfassung des Beginns des Vorganges.However, this inevitably means that even glitches low amplitude evaluated as useful pulses v / ground, thus a false evaluation occurs. For this reason, in known methods, as for example, by DS-OS 2,805,175 and MTZ 37 (1976) H. 10, pages 394 and 25 (1964), H. 7, p 292, after Onset of the first pulse, a Singangstor closed for a constant time, so that subsequent glitches can not be effective. The disadvantage here is that the frequency range at which these methods are used, is relatively low, since the blocking time must be so long that all glitches are safely subsided. On the other hand, the blocking time must, however, be shorter than the smallest period of the information, since otherwise the input is still blocked when the next Hutzimpulses. In order to increase the frequency range, a compromise is usually made. The blocking time is chosen to be somewhat shorter, so that after opening the gate only glitches of low amplitude are present, which can be made ineffective, however, when the threshold is set correspondingly high. With this measure, a slight increase in the Hutzimpulses an error in the detection of the beginning of the process.

Aus der DE-OS 2 939 704 ist weiterhin eine Vorrichtung zum Unterdrücken von Störimpulsen bekannt, bei der ein direkt mit dem zu bewertenden Vorgang gekoppelter Zähler vorgesehen ist, dem von einer Impulsquelle Zählimpulse zugeführt werden, die eine feste Zuordnung zu dem zu bewertenden Vorgang haben und gleichmäßig über dessen Periodendauer verteilt sind.From DE-OS 2,939,704 a device for suppressing glitches is further known in which a directly coupled to the process to be evaluated counter is provided to which are supplied from a pulse source counts, which have a fixed assignment to the process to be evaluated and evenly distributed over its period.

Durch impulsgesteuerte IJNB-Glieder wird erreicht, daß ein Eingangstor nur während eines Zeitraumes aktiviert wird, der nach dem Auftreten des letzten Zählimpulses vor dem Nut ζ impuls und vor dem ersten Zählimpuls nach dem Nutzimpuls liegt, wobei alle Störimpulse, die nicht in diesem Zeitraum auftreten, eliminiert sind.By pulse-controlled IJNB members is achieved that an input gate is activated only during a period of time after the occurrence of the last count pulse before the groove ζ and before the first count after the useful pulse, with all glitches that do not occur in this period , are eliminated.

Für die Anwendung dieses Verfahrens gibt es keine Einschränkungen des Frequenzbereiches. Der wesentliche Nachteil "besteht darin, daß ein zusätzlicher Geber bzw. mehrere Aufnehmer für die Gewinnung der Zählimpulse erforderlich sind, die aufwendig und u. U. recht kompliziert sein können.There are no restrictions on the frequency range for using this method. The main disadvantage "is that an additional encoder or a plurality of transducers for obtaining the counts are required, which can be complicated and u.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Die Erfindung zielt darauf ab, bei einer Einrichtung der geschilderten Art ohne "Verwendung zusätzlicher Meßfühler bzw. -geber für eine Störimpulsausblendung auszukommen und somit den Meßvorgang zu vereinfachen als auch die Meßgenauigkeit zu erhöhen.The invention aims to get along in a device of the kind described without "using additional sensor or encoder for glitch suppression and thus to simplify the measurement process as well as to increase the accuracy of measurement.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung, bei der für einen verhältnismäßig großen Frequenzbereich des Nutzsignales eine exakte Erfassung dieses Nutzsignales und eine Unterdrückung aller Störsignale erfolgt. Insbesondere soll der Beginn eines periodisch wiederkehrenden Vorganges meßtechnisch erfaßt werden, wobei als Beginn dieses Vorganges die Vordsrflanke des ersten Impulses einer periodisch wiederkehrenden Folge mehrere Impulse pro Periode des Vorganges bei einer Amplitude, die einen möglichst geringen Teil der Maximalamplitude des ersten Impulses entspricht, definiert ist. Außerdem soll die Einrichtung über einen sehr großen Bereich der Wiederholfrequenz des Vorganges ohne Einschränkung arbeiten.The object of the invention is to provide a device in which for a relatively large frequency range of the useful signal an exact detection of this useful signal and suppression of all interference occurs. In particular, the beginning of a periodically recurring process is to be detected by measurement, wherein the Vordsrflanke of the first pulse of a periodically recurring sequence several pulses per cycle of the process at an amplitude corresponding to the smallest possible part of the maximum amplitude of the first pulse is defined as the beginning of this process , In addition, the device should work over a very large range of the repetition rate of the process without restriction.

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Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe derart gelöst, daß die Sperrzeit des Tores durch eine Steuereinrichtung direkt aus dem zu bewertenden Eingangssignal gewonnen ist.According to the invention, this object is achieved in that the blocking time of the gate is obtained by a control device directly from the input signal to be evaluated.

Nach einem Merkmal der Erfindung setzt sich diese Steuereinrichtung aus einem Masimalwertkomparator, einem Frequenz-Spannungswandler und einem Spannungs-Zeitwandler zusammen, die funktionell in Reihe angeordnet sind. Am Maximalwertkomparator liegt dabei das vollständige Eingangssignal an, jedoch spricht dieser nur auf den Impuls mit der größten Amplitude je Periodendauer des Eingangssignales an, wobei dieser Impuls keine feste Phasenlage zu einem zu bewertenden Futzeignal haben muß. Die Ermittlung der Sperrzeit des Tores zur Ausblendung der Störimpulse erfolgt nach einem anderen Merkmal der Erfindung dadurch, daß die vom. Maximalwertkomparator erfaßte Periodendauer eine Frequenz-Zeitwandlung erfährt, die in multiplikativer Verknüpfung mit einem Faktor kleiner als eins als Sperrzeitsignal einem Eingang des Tores zugeführt .ist. Um Meßfehler bei der Erfassung des Beginns des Butzsignales weitgehend auszuschalten, besteht ein weiteres Merkmal darin, daß dem zweiten Eingang des Tores ein Schwellwertschalter vorgeschaltet ist, dessen Schaltschwelle derart eingestellt ist, daß Amplituden der Störimpulse,die nach Wiederfreigabe des Tores noch vorhanden sind, unterhalb dieser Schaltschwelle liegen.According to a feature of the invention, this control means is composed of a master value comparator, a frequency-to-voltage converter and a voltage-time converter, which are functionally arranged in series. At the maximum value comparator, the complete input signal is present, but this only responds to the pulse with the greatest amplitude per period of the input signal, wherein this pulse does not have to have a fixed phase position to a futile signal to be evaluated. The determination of the blocking time of the gate to hide the glitches takes place according to another feature of the invention in that the. Maximalwertkomparator detected period duration undergoes a frequency-time conversion, which is supplied in multiplicative link with a factor less than one as a blocking time signal to an input of the gate .ist. To largely eliminate measurement errors in the detection of the beginning of Butzsignales, another feature is that the second input of the gate is preceded by a threshold, the switching threshold is set such that amplitudes of the glitches that are still present after re-release of the gate, below this switching threshold lie.

Der Vorteil der Lösung nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß· für einen großen Frequenzbereich eine weitestgehende Ausblendung von Störimpulsen aus einem impulsförmigen Nutzsignal möglich ist, da die Torsperrzeit selbsttätig ermittelt, in Verknüpfung mit einer Konstanten nur wenig unter der Periodendauer des zu bewertenden Signales gelegt werden kann, womit alle zwischen zwei ITu t ζ impulsen auftretenden Störimpulse das Tor nicht passieren können und damit unwirksam werden. Sin Effekt zur Erhöhung der Meßgenauigkeit besteht auch darin, daß die Schaltschwelle des dem Tor vorgelagertenThe advantage of the solution according to the invention is the fact that · for a large frequency range, a suppression of glitches from a pulse-shaped useful signal is possible because the Torsperrzeit determined automatically, in conjunction with a constant only slightly less than the period of the signal to be evaluated can be placed, so that all interference pulses occurring between two ITu ζ ul pulses can not pass the gate and thus be ineffective. Sin effect to increase the accuracy of measurement is also that the switching threshold of the gate upstream

Schwellwertschalters vergleichsweise niedrig einstellbar ist, weil bei Ausschöpfung der maximalen Sperrzeit zum Zeitpunkt des Wiedereröffens des Tores die Amplituden möglicher Störimpulse praktisch abgeklungen sind und somit unter der Schaltschwelle liegen. Ein niedriger Schwellwert ist die Gewähr dafür, daß der 3eginn eines Vorganges sehr gut erfaßt wird, da die Vorderflanke des ersten Impulses einer periodischen Impulsfolge bereits bei einer Amplitude erkannt wird, die einen sehr geringen Teil der Maximalamplitude dieses Impulses entspricht.Threshold switch is comparatively low, because when the maximum blocking time at the time of reopening the gate, the amplitudes of possible glitches are practically subsided and thus are below the switching threshold. A low threshold is the guarantee that the beginning of a process is very well detected, since the leading edge of the first pulse of a periodic pulse train is already detected at an amplitude corresponding to a very small part of the maximum amplitude of this pulse.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show:

Pig. 1 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Stör- 'Pig. 1 the block diagram of a device for disturbance '

impulsausblendung nach der Erfindung, Fig. 2 einen Impulsplan zur Darstellung der Wirkungsweise einer Einrichtung nach Fig. 1.2 shows a pulse diagram for illustrating the mode of operation of a device according to FIG. 1. FIG.

Aufbau:Construction:

Im Zuge des Signalweges von einem Eingangssignal s zu einem Signalausgang s ist ein Schwellwertschalter 1 sowie ein Tor 2 mit zwei Steuereingangen 3; 4 angeordnet, wobei der Ausgang des Schwellwertschalters 1 mit dem Steuereingang 4 des Tores 2 verbunden ist. Von der Leitung mit dem Eingangssignal χ führt eine Verbindung zu einer Steuereinrichtung 5, deren Ausgang zum Steuereingang 3 des Tores 2 führt. Die Steuereinrichtung 5 selbst besteht aus einem Maximalwertkomparator 6, einen ?requenz-Spannungswandler 7 und einem Spannungs-Zeitwandler 8, die in dieser Reihenfolge hintereinander angeordnet sind.In the course of the signal path from an input signal s to a signal output s is a threshold value switch 1 and a gate 2 with two control inputs 3; 4, wherein the output of the threshold switch 1 is connected to the control input 4 of the gate 2. From the line with the input signal χ performs a connection to a control device 5, whose output leads to the control input 3 of the gate 2. The control device 5 itself consists of a maximum value comparator 6, a requency voltage converter 7 and a voltage-time converter 8, which are arranged one behind the other in this order.

Wirkungsweise:Mode of action:

Im dargestellten Beispiel soll der Beginn eines Vorganges von dem impulsförmige Uutz- und Störimpulse ausgehen, meßtechnisch erfaßt werden, beispielsweise der dynamischeIn the example shown, the beginning of a process should start from the pulse-shaped Uutz- and glitches, be detected by measurement, for example, the dynamic

Pörderbeginn einer Kraftstoffeinspritzpumpe. Das zu "bewertende Eingangssignal χ als Punktion der Zeit t ist in Pig. 2 als Kurve 9 dargestellt und könnte von einem in der Einspritzleitung einer Brennkraftmaschine eingebauten Druck-Spannungswandler stammen. Bs liegt sowohl am Schwellwertschalter 1 als auch am Maximalwertkomparator β an und enthält Impulse mit unterschiedlichen Amplituden A. Entsprechend der Sehaltschwelle des Schwellwertschalters 1 entsteht an· dessen Ausgang ein Impulsverlauf,' der in der Kurve 10 wiedergegeben ist. Diese Impulse liegen am Steuereingang 4 des Tores 2 an, d, h. oberhalb der Sehaltschwelle des Schwellwertschalters 1 ein logisches L, darunter ein logisches 0.Start of delivery of a fuel injection pump. The input signal χ to be evaluated as a puncture of the time t is shown as a curve 9 in FIG. 2 and could originate from a pressure / voltage converter built into the injection line of an internal combustion engine Bs is applied both to the threshold value switch 1 and to the maximum value comparator β and contains pulses with different amplitudes A. According to the threshold of the threshold value switch 1, a pulse curve is produced at its output, which is shown in curve 10. These pulses are present at the control input 4 of the gate 2, ie above the threshold of the threshold value switch 1 logical L, including a logical 0.

Ausgehend davon, daß bei technischen Vorgängen, die durch eine periodisch wiederkehrende Polge von einem iJutzsignal und mehreren Störsignalen gekennzeichnet sind innerhalb' einer Periode, stets eines der Signale eine deutlich größere Amplitude als alle anderen, hat, blendet der Maximalwertkomparator β aus dem Eingangssignal χ den Impuls mit der . höchsten Amplitude aus. Dieser Impulsverlauf ist als Kurve 11 über zwei Perioden dargestellt. Der so gewonnene Impuls bzw. die Impulsfolge dient der Ansteuerung des nachgeordneten Prequenz-Spannungswandlers 7, dessen Punktion der eines üblichen analogen Frequenzmessers entspricht, wobei eine frequensproportionale Spannung an dessen Ausgang zur Verfügung steht. Diese wiederum ist die Eingangsgröße für den nachgeordneten Spannungs—Zeitwandler 8, so daß an dessen* Ausgang ein frequenzproportionales Zeitsignal anliegt. Als Spannungs-Zeitwandler 8 kann hierbei ein spannungsgesteuerter Multivibrator Anwendung finden. Das so in der Steuereinrichtung 5 gebildete Zeitsignal ist dem Steuereingang 3 des Tores 2 zugeführt. Es muß .jedoch noch mit einem Paktor, der kleiner als eins ist, multipliziert '//erden, um die Sperrzeit t des Tores 2 kleiner als die Periodendauer "T zu halten. Dies erfolgt in einfacher Weise durch entsprechende Dimensionierung des Prequenz-Spannungswandlers 7 oder des Spannungszeitwandlers 8.Assuming that in technical processes, which are characterized by a periodically recurring poles of a iJutzsignal and several interfering signals within 'a period, always one of the signals has a much greater amplitude than all others, the maximum value comparator β hides from the input signal χ the Impulse with the. highest amplitude. This pulse course is shown as a curve 11 over two periods. The pulse thus obtained or the pulse train is used to control the downstream frequency converter 7, the puncture of which corresponds to that of a conventional analog frequency meter, wherein a frequency-proportional voltage is available at its output. This in turn is the input to the downstream voltage-time converter 8, so that at its * output a frequency-proportional time signal is applied. In this case, a voltage-controlled multivibrator can be used as voltage-time converter 8. The time signal thus formed in the control device 5 is supplied to the control input 3 of the gate 2. However, it still has to be multiplied by a factor smaller than one, in order to keep the blocking time t of the gate 2 smaller than the period "T. This is done in a simple manner by appropriate dimensioning of the frequency-to-voltage converter 7 or the voltage time converter 8.

Kurve 12 gibt den Inipulsverlauf des proportionalen Zeitsignales Dei einem etwaigen Multiplikationsfaktor von 0,9 wMer· Das Tor 2 wird nach dem Passieren der ersten Impulsflanke de3 Eigangssignales χ für eine Zeitdauer, die nur wenig unter der Periodendauer T des Singangssignales σ liegt, von der ermittelten Sperrzeit der ^: vorangegangenen Periodendauer gesperrt und bleibt es, bis das von der Steuereinrichtung 5 gebildete Zeitsignal iiuex den Steuereingang 3 das Tor 2 öffnet, was unmittelbar vor dem Eintreffen des nächsten Hutζimpulses erfolgt. Nach dem Tor 2 steht an dem Signalausgang x_& somit eine Impulsfolge zur Verfügung, die in Kurve 13 wiedergegeben ist und pro Periodendauer einen auswertbaren iTutzimpuls ohne Störimtiulse enthält.Curve 12 gives the inipulse curve of the proportional time signal Dei a possible multiplication factor of 0.9 wMer · The gate 2 is after passing the first pulse edge de3 Eigangssignales χ for a period of time which is only slightly below the period T of the Singangssignales σ, determined by the Blocking time of ^: previous period blocked and remains until the time signal formed by the controller 5 iiuex the control input 3 opens the gate 2, which takes place immediately before the arrival of the next Hutζimpulses. After the gate 2 is at the signal output x _& thus a pulse train available, which is shown in curve 13 and per period contains an evaluable iTutzimpuls without Störimtiulse.

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Claims

Invention claim:

o means for blanking noise from a pulse-shaped Nutζsignal in which between the input and output of the signal path of a signal to be evaluated, a gate is locked, which is blocked after passing the Nutzsignales for a period corresponding to a defined fraction of the period of the Nutzsignales,

characterized in that the blocking time of the gate (2) by a control device (5) directly from the evaluated input signal (x ) is obtained.

2. device according to point 1,

characterized in that the control means is composed of a maximum value comparator (β), a frequency-to-voltage converter (7) and a voltage-time converter (-8) operatively arranged in series, the maximum value comparator (6) being responsive to the largest amplitude pulse per period of the input signal (x ) responds.

3. device according to point 1 and 2,

characterized in that the period value detected by the maximum value comparator (6) undergoes a frequency-to-frequency conversion, which is fed in multiplicative linkage with a factor smaller than one blocking time signal to an input (3) of the gate (2).

4. device according to items 1 to 3,

characterized in that the second input (4) of the gate (2) is preceded by a threshold value switch (1) whose switching threshold is set such that amplitudes of the glitches after re-release of the gate

(2) are still present below this threshold.

Hiarzu 1 ceiis /.aicnnimqsn