DE1012337B - Empfangssystem fuer frequenzumgetastete Telegrafiesignale mit Mehrfachempfang - Google Patents

Empfangssystem fuer frequenzumgetastete Telegrafiesignale mit Mehrfachempfang

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DE1012337B
DE1012337B DEI9074A DEI0009074A DE1012337B DE 1012337 B DE1012337 B DE 1012337B DE I9074 A DEI9074 A DE I9074A DE I0009074 A DEI0009074 A DE I0009074A DE 1012337 B DE1012337 B DE 1012337B
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Hector Th Prior
Victor John Terry
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International Standard Electric Corp
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International Standard Electric Corp
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Description

Die Erfindung betrifft ein Empfangssystem für frequenzumgetastete Telegrafiesignale mit Mehrfachempfang, bei dem die Signalspannung jedes Empfangskanals für die Addition unwirksam wird, wenn sie einen bestimmten Bruchteil der Amplitude der stärksten Signalspannung eines anderen Kanals unterschreitet.
Bei frequenzumgetasteten Signalzeichen findet die Übertragung der Trägerwellen in der Weise statt, daß diese mit zwei verschiedenen Frequenzen getastet wird, von denen die eine dem Zeichen und die andere der Trennung entspricht.
Es ist bekannt, entweder räumlich getrennte Mehrfachübertragung oder Frequenzmehrfachübertragung vorzusehen, um den während der Signalübertragung auftretenden Interferenzeftekt herabzusetzen. Bei räumlich getrennter Mehrfachübertragung werden die Signale über zwei oder mehr räumlich getrennte Wege übertragen und von einer Anzahl entsprechenden Antennen empfangen. Bei der Frequenzmehrfaehübertragung werden die Signale über zwei oder mehrere Frequenzkanäle übertragen.
Bei den meisten Mehrfachempfängern für frequenzumgetastete Telegrafiezeichen findet das Umschalten von einem Empfang auf den anderen sehr rasch statt, und zwar derart, daß zwei oder mehrere Empfangssignale nicht im Ausgang gemischt werden. Zur Verhinderung bzw. Verringerung der Störungen, welche bei sehr hohen Tastgeschwindigkeiten durch Laufzeitfehler hervorgerufen werden, ist bereits vorgeschlagen worden, in einem Mehrfachempfangssystem über entsprechende Übertragungswege die den Modulationsfrequenzen entsprechenden Spannungen durch einfache Addition zusammenzufassen, so daß jedes der empfangenen Signale zur Herstellung der gesamten Information beiträgt.
Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß eine solche Kombination, wenn der Unterschied zwischen der Stärke der Signale einen gewissen Betrag überschreitet, Nachteile mit sich bringen kann. Bei Empfang eines sehr kleinen Signals findet eine große Regelung statt, so daß das andere Signal hierdurch verrauscht und sich dieses auf das Telegrafiezeichen überträgt. Es ist zwar bekannt, zur Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses den absoluten Betrag des von jedem Empfänger an das gemeinsame Wiedergabegerät gelieferten Spannungsanteiles derart zu steuern, daß die schwache Anteile liefernden Wege weiter geschwächt werden. Hierbei handelt es sich jedoch darum, daß die Ausgangsspannungen ver- so schiedener Stationen an eine Hauptkontrollstation gelegt werden, bei der die Ausgangsspannungen der verschiedenen Empfänger gemischt und derart zusammengesetzt werden, daß eine Erhöhung der Ver-Empfangssystem1 für frequenzumgetastete Telegrafiesignale mit Mehrfachempfang
Anmelder:
International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. StA.)
Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42
Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 17. Juni 1952
Victor John Terry, Thomas F. S. Hargreaves und Hector Th. Prior, London, sind als Erfinder genannt worden
Stärkung des einen Empfängers eine Verstärkungsminderung des anderen hervorruft. Bei der Erfindung dagegen handelt es sich nicht darum, zum Zweck des Teiegrafieempfangs einen proportional dem betrachteten Empfängerkanal herrschenden Störspannungsanteil zur Steuerung der beiden Verstärker zu verwenden, sondern eine absolute Auslöschung des einen Kanals bei Unterschreiten eines bestimmten Pegels vorzunehmen. Auch werden die beiden Signale nicht gemischt, sondern es findet eine direkte Addition statt, und zwar in entgegengesetzten Richtungen. Diese Addition erfolgt in der Weise, daß eine Abflachung der Flanken der Gleichstromsprünge in den einzelnen Kanälen erfolgt.
Auch ist es bekannt, zur Beseitigung von Lautstärkeschwankungen ein besonderes Gerät vorzusehen, das von mehreren Empfängern jeweils den lautstärksten auswählt, indem jede Röhre die Gittervorspannung der anderen derart beeinflußt, daß stets nur ein einziger Empfänger in Betrieb bleibt. Nach der Erfindung findet jedoch keine grundsätzliche Abschaltung eines Weges statt, sondern nur dann, wenn der Abstand der Amplituden zu der stärksten Signalspannung eines anderen Kanals einen bestimmten Wert unterschreitet, um den dann stärkeren Störanteil, und zwar des schwachen Signalweges nicht zur Geltung kommen zu lassen, während bei Fortfall dieses Kriteriums eine Addition in entgegengesetzten Richtungen in der Weise erfolgt, daß eine Abflachung der Flanken der Telegrafiesignale stattfindet. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Emp-
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fangssystem für frequensumgetastete Telegranesignale mit Mehrfachempfang, bei dem die Signalspannung jedes Empfangskanals für die Addition unwirksam wird, wenn sie einen bestimmten Bruchteil der Amplitude der stärksten Signalspannung eines anderen Kanals unterschreitet, an die Steuergitter des den schwächeren oder dem schwächsten Kanal zugeordneten Röhrenpaares eine dieses Röhrenpaar sperrende, von der Amplitude des in dem Kanal vorhandenen
Das Steuergitter der anderen Röhre Vl (V3) isi:|| über den Diskriminator 7 (8) an ein ähnliches aus den l;| Widerständen R11 und R12 bestehendes Potentiometer :*| angeschlossen. ., :;·
Während des Zeichenschritts ist eine negative Vor- ;!||; spannung an das Steuergitter der Röhre Fl (F3) ge- 'I legt. Diese Vorspannung ist derart bemessen, daß 5 diese Röhre. nicht leitend ist. Gleichzeitig ist die S: andere Röhre V2 (F4) infolge der an das Steuergitter -ΐ Signals abhängige negative Vorspannung gelegt wird. io gelegten positiven Spannung leitend. :*
In Verfolg des Erfmdungsgedankens ist an die Ka- Wird ein Trermschritt empfangen, so wird von dem *|
thoden des zu sperrenden Röhrenpaares eine Spannung Diskriminator 7 (8) ein beträchtliches positives Poten- 1| angelegt, die den bestimmten Bruchteil der aus dem tial an das Steuergitter der Röhre Fl (F3) gelegt, ί stärkeren oder stärksten Signal gewonnenen Regel- Hierdurch wird diese Röhre leitend, und infolge des; ^ spannung ausmacht, und sind zwischen den Steuer- 15 gemeinsamen Kathodenwiderstandes R5 (R6) steigt |f gittern und Kathoden der zu sperrenden Röhren das Kathodenpotential beider Röhren. Wenn die Ka-;.| Gleichrichter vorhanden, die so gepolt sind," daß das thode der Röhre F2 (F4) auf dieser neuen Spannung || Potential der Steuergitter unter dem Einfluß der aus liegt, so reicht die positive Vorspannung des Steuer- τ der schwächeren Signalspannung gewonnenen Regel- gitters dieser Röhre nicht mehr aus, um diese leitend t-M spannung unter das Kathodenpotential fallen kann, 20 zu machen, und sie ist daher unwirksam. ;
das zur Sperrung ausreicht. Der Empfang von Zeichen- oder Trennschritten ist 'f
Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand also durch den entsprechenden Zustand der Röhren Fl ■';; der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel dar- und F2 (F3 und F4) gekennzeichnet. Ist die Röhre % stellt, näher erläutert. F2(F4) leitend, so fällt ihr Anodenpotential infolge Ά
Die Zeichnung besteht aus den beiden Hälften 25 des durch den Widerstand R 2 (R4) fließenden StromeSä li:!|| Fig. 1A und 1B und zeigt, teilweise als "Blockschalt- In ähnlicher Weise fällt das Anodenpotential der ;;
Röhre Fl (F3) infolge des durch den Widerstand Rl $
(R3) fließenden Stromes, wenn diese Röhre leitend 4! ist. Auf diese Weise wird das Anodenpotential der ί Röhre Fl (F3) bei Empfang eines Zeichenschrittes | stärker positiv und die Anode der Röhre F2 (F4) bei J Empfang eines Trennschrittes entsprechend stärker :
positiv.
Die Anode der Röhre Fl (F3) ist mit dem Schirm-:
bunden. Die Anode der Röhre F2 (F4) ist mit dem Schirmgitter einer Pentode V6 (F8) (Fig. IB) über ÄC-Netzwerk R19, R20, C 3 (R21, R22, C4) ver-
Die frequenzmodulierten Telegrafiesignale werden von der Antenne 1 (2) empfangen und an einen bekannten Empfänger 3 (4) gelegt, der die üblichen Kreise zur Verstärkung der empfangenen Signale besitzt. Bevor die Signale vom Empfänger 3 (4) an den Diskriminator 7 (8) gelangen, werden ihre Amplituden in einem Begrenzer 5 (6) auf einen gleichen Pegel gebracht. Der Diskriminatorausgang liefert Doppelgleichstromtelegrafiesignale, deren Polarität den ursprünglich frequenzmodulierten Signalwellen entspricht, und diese dienen dazu, ein elektrisches Relais zu steuern, dessen Aufbau und Wirkungsweise im folgenden erläutert wird.
bild, ein erfmdungsgemäßes Ausführungsbeispiel zum Empfang von frequenzmodulierten Telegrafiesignalen, die über zwei räumlich getrennte Wege übertragen werden.
Zur Erleichterung der Beschreibung der wechselweisen Wirkungsweise der beiden Übertragungswege sind diese symmetrisch zueinander auf den beiden Zeichnungshälften gezeichnet.
Die durch die getrennten Antennen 1 und2 (Fig. 1 A) 35 gitter einer Pentode F5 (F7) (Fig. IB) über ein
empfangenen Signale gelangen an Kreise, die nach RC-Netzwerk i?15, R16, Cl (R17, R18, C2) verAufbau und Charakteristik einander entsprechen. Es
wird daher im folgenden nur jeweils ein Übertragungsweg beschrieben. Die Beschreibung gilt jedoch gleichzeitig für den zugehörigen, entsprechend bezeichneten 40 bunden.
anderen Übertragungsweg. Die Anoden der Röhren F5 und F6 (F7und
sind mit der Anodenspannungsquelle über sprechende Anodenwiderstände i?23 und R 24 (R25 und R26) verbunden und ihre Kathoden über ent* sprechende Widerstände R27 und i?28 (R29 und i?30) gegen Masse geschaltet. -
Während eines Zeichenschrittes bewirkt der Potentialanstieg der Anode der Röhre Fl (F3), daß die Röhre F 5 (F 7) leitend wird, und während eines Trennschrittes bewirkt der Potentialanstieg der Anöde der Röhre F2 (F4), daß dieRöhreF6 (F8) leitend wird. Andererseits bewirkt während eines Zeichenschrittes.', die Sperrung der Röhre V6 (V8) ein Ansteigen ihres Anodenpotentials und während eines Trennschrittes
Das Elektronenrelais umfaßt die beiden Elektronen- 55 die Sperrung der Röhre F5 (F7) ein Ansteigen des
röhren Fl und F2 (F3 und F4). Im Ausführungs- Anodenpotentials dieser Röhre.
beispiel sind Pentoden gezeigt, aber es können natür- Das erhöhte Potential der Anode der Röhre V6
lieh anStelle der vorzugsweise angeordneten Pentoden (^8) während eines Zeichenschrittes wird über einen
auch Trioden Verwendung finden. Über die Wider- Widerstand R31 (R32) und einen Widerstand R33
stände Rl und R2 (R3 und i?4) ist Anodenspannung 60 an das Steuergitter einer Pentode F9 gelegt. Die
an die Anoden der Röhren Fl und F2 gelegt, aber Widerstände R 31 (i?32) und 2? 34 bilden ein Potentiometer zwischen der Röhre F 6- (F 8) und Masse.
In ähnlicher Weise wird das erhöhte Potential der; Anode der Röhre F5 (F7) während eines Trenn-Schrittes über einen Widerstand R35 (R36) und einen Widerstand R 37 an das Steuergitter einer Pentode FlO gelegt. Die Widerstände R35 (R36) und R38
beide Kathoden sind über einen gemeinsamen Widerstand R 5 (R 6) an Masse gelegt. Ferner sind die Schirmgitter- und Bremsgitteranschlüsse aus der Zeichnung ersichtlich.
Das Steuergitter der Röhre F2 (F4) wird mit Hilfe des aus den Widerständen R7 und R8 (R9 und RIO) gebildeten und an die Anodenspannungsquelle angeschlossenen Potentiometers auf konstantem positivem Potential gehalten.
bilden ein zwischen die Anode der Röhre F5 (F7) ,- und Masse geschaltetes Potentiometer. Die Röhren V9 und FlO bilden ein elektronische!^
Relais, das ähnlich dem aus den Röhren Fl und F2 (Fig. IA) gebildeten ist. Die Kathoden der Röhren F9 und FlO sind über einen gemeinsamen Kathodenwiderstand R 39 gegen Masse geschaltet. Ihre Anoden sind mit Anodenspannung über die Signalstrom- und Trennstromwicklungen MW und SW eines Telegrafenrelais verbunden, durch die ein Umschaltkontakt CO gesteuert wird.
Der gleichzeitige Empfang von Zeichenschritten
Aus Fig. 1B ist ersichtlich, daß die Steuergitter der
Röhren F5 und F6 (F7 und F8) normalerweise über entsprechende Widerstände i?40 und i?41 (i?42 und i?43) und einen Gleichrichter Wl (W 2) gegen Masse geschaltet sind.
Aus Fig. 1A ist ersichtlich, daß die empfangenen Signale nach Durchlaufen des Empfängers 3 (4) zusätzlich zu dem Anlegen an den Begrenzer 5 (6) in einer Gleichrichterstufe 9 (10) gleichgerichtet werden.
über die Antenne 1 und 2 bewirkt das von den Anoden io Die Ausgangsspannung dieser Gleichrichterstufe beder Röhren V6 und F8 an das Steuergitter der Röhre steht aus einer Steuergleichspannung (^1 bzw. e2). Der F9 gelegte erhöhte Potential. Die Röhre F9 wird
leitend, und es fließt Strom durch die Zeichenstromwicklung MW des Telegrafenrelais. Durch diese wird
der Kontakt CO an der »Zeichenstromseite« M ge- 15
halten. Dieser Kontakt ist beispielsweise mit einer
(nicht gezeichneten) Telegrafenleitung verbunden.
Der gleichzeitige Empfang von Trennschritten über
die Antennen 1 und 2 bewirkt das von den Anoden
der Röhren F 5 und V7 an das Steuergitter der Röhre 20 Spannung des von den Antennen 1 und 2 empfangenen FlO gelegte erhöhte Potential. Die Röhre FlO wird Zeichens im Verhältnis 1 : 0,576 steht bzw. daß e,
Wert von et (eä) ist proportional der Amplitude der von den Antennen 1 (2) empfangenen Trägerwellen.
Die positive Ausgangsklemme des Gleichrichters 9 (10) ist über einen Widerstand i?44 (i?45) und Gleichrichter Wl (W 2) gegen Masse und die negative Ausgangsklemme über einen Widerstand R 46 gleichfalls gegen Masse geschaltet.
Zur Erläuterung sei zunächst angenommen, daß die
leitend, und es fließt Strom durch Trennstromwicklung SW des Telegrafenrelais. Hierdurch wird der Kontakt CO auf die Trennsignalseite S umgeschaltet.
gleich 0,576 · ey ist. Bei diesem Zustand müssen die d
Röhren F 7 und F 8 abgeschaltet werden.
Die Steuergitter dieser beiden Röhren erhalten das Man kann es nun so auffassen, daß die während des 25 Potential e2 über die Widerstände R 45, R 42 und R 43, Empfanges von Zeichenschritten an den Anodenwider- durch die sie an den Gleichrichter 10 angeschlossen ständen R 24 und R 26 anliegenden Spannungen direkt
an dem Widerstand R 34 addiert werden. In ähnlicher
Weise kann man annehmen, daß die an den Anodenwerden.
Die Steuerspannung e± vom Gleichrichter 9 bewirkt
einen Strom durch den Widerstand R 4A, Gleichrichter widerständen R23 und i?25 während des Empfangs 30 WX (in Stromrichtung) und durch den Widerstand von Trennschritten anliegenden Spannungen direkt an i?46 zurück zum Gleichrichter 9. dem Widerstand 38 addiert werden. Hieraus ist ersichtlich, daß beide empfangenen gleichen Zeichen-
schritte zugleich zur Bildung des Ausgangssignals bei-
Der kleine Widerstand des Gleichrichters Wl in Stromrichtung ist praktisch vernachlässigbar, so daß der eine Teil der Spannung über den Widerstand i?44
tragen. Die Netzwerke R15, i?16, Cl ... R21, R22, 35 und der restliche Teil über den Widerstand R46 ab- C 4 haben den Zweck, den Wert der Kombination der fällt. Wählt man die Werte von i?44 und i?46 im
empfangenen Schritte zu erhöhen, wie im folgenden noch genauer ausgeführt werden soll.
Verhältnis (1 — 0,576) zu 0,576, so ist nach dem Ohmschen Gesetz die Spannung am Verbindungspunkt der
Es wurde bereits erwähnt, daß die empfangenen Widerstände R44 und R46 0,576 · ev Dieses Potential Signale in dem Begrenzer 5 (6) auf einen gemein- 40 wird an die Kathoden der Röhren V7 und F 8 über samen Amplitudenpegel gebracht werden, bevor sie an die Widerstände R29 und R30 gelegt und ist gleich
den Diskriminator 7 (8) angelegt werden. Die Ausgangsspannung des Diskriminators besitzt somit positives oder negatives Potential von im wesentlichen konstanter Amplitude, unabhängig von irgendwelchen Amplitudenunterschieden der empfangenen Signale. Besteht jedoch eine zeitliche Verzögerung zwischen den empfangenen Signalen, so bleibt diese auch am Ausgang des Diskriminators und den darauffolgenden Kreisen bestehen.
Es wurde gefunden, daß die gemeinsame Auswertung der Zeichenschritte der beschriebenen Type von Vorteil in bezug auf die Verwendung nur des stärksten Signals ist, sofern die Empfangsfeldstärke in einem
dem Potential, das an das Steuergitter dieser Röhren gelegt wird, nämlich e2. Unter diesen Umständen sind die Röhren F7 und F8 leitend.
Bleibt die Spannung ex konstant und e2 wächst an, so wird der Gleichrichter W2 leitend, so daß die Steuergitter der Röhren F 7 und F 8 an den Verbindungspunkt der Widerstände R 44 und 2? 46 angeschlossen werden und auf diese Weise auf einen Wert von 0,576 S1 gehalten werden und die Rohren leitend machen.
Bleibt e± konstant, während e2 abfällt, so fallen die Spannungen an den Steuergittern der Röhren F7 und F 8 um denselben Betrag, aber die Kathodenspan-
Übertragungsweg nicht unter einem bestimmten Be- 55 nung bleibt wie vorher auf 0,576 · ev Dieses Kathoden-
trag desjenigen des anderen Übertragungsweges fällt. potential hat keine Wirkung in bezug auf das Gitter-
Dieser Vorteil liegt in der Größenordnung von 3 db, potential, da der Gleichrichter W2 in Gegenstrom-
sofern das schwächere Signal nicht weniger als den richtung nicht leitend ist. Auf diese Weise fällt das
0,576sten Teil des stärkeren beträgt. Fällt die Span- Gitterpotential unter Kathodenpotential und hat die
nung des Signals in dem schwächeren Kanal noch 60 gleiche Wirkung wie das Anlegen einer negativen
weiter, so ist die gemeinsame Auswertung der beiden Gittervorspannung, so- daß beide Röhren unwirksam
Signale nicht mehr vorteilhafter als die Verwendung sind.
des einzigen stärkeren Signals. Es sind daher Mittel In gleicher Weise werden, wenn die Werte der
vorgesehen, durch welche das Signal in dem Widerstände i?45 und i?46 entsprechend gewählt
schwächeren Kanal nicht zur Wirkung kommt, wenn 65 werden, die Röhren F 5 und F 6 abgeschaltet, wenn et
dasselbe in einem der Kanäle auf weniger als 0,576 unter 0,576 · e2 fällt.
oder 57',ό^/ο des anderen fällt. Dieses wird dadurch Die beschriebene Anordnung kann auch bei anderen
erreicht, daß eines der Röhrenpaare F5, F6 bzw. V7, Mehrfachempfangssystemen, z. B. bei Dreifach-
F8 abgeschaltet wird, welches gerade im Empfangs- empfang Anwendung finden. Im letzteren Fall ist für
zweig des schwächeren Signals liegt. 70 den dritten Weg natürlich ein weiterer vollständiger
Empfängersatz erforderlich, und die Ausgänge der drei Elektronenrelaispaare, wie z. B. V 5 und V6, werden in der im Zusammenhang mit Fig. 1B beschriebenen Methode kombiniert. Es wurde gefunden, daß bei Anwendung der Erfindung auf Dreifachempfangssysteme jeder Weg dann abgeschaltet werden muß, wenn sein Pegel auf die Hälfte des Wertes des Weges, welcher das stärkste Signal aufweist, gefallen ist. Es kann bewiesen werden, daß dieses dadurch bewirkt werden kann, wenn die Widerständet?44 und i?45 zusammen mit dem entsprechenden Wert im dritten Weg und dem gemeinsamen Widerstand R46 untereinander gleich sind.
Das geschilderte Ausführungsbeispiel soll nur zur Erläuterung dienen, nicht aber eine Begrenzung auf diesen Fall darstellen.

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Empfangssystem für frequenzumgetastete Telegrafiesignale mit Mehrfachempfang, bei dem die Signalspannung jedes Empfangskanals für die Addition unwirksam wixd, wenn sie einen bestimmten Bruchteil der Amplitude der stärksten
Signalspannung eines anderen Kanals schreitet, dadurch gekennzeichnet, daß an Steuergitter des dem schwächeren oder dem 1J schwächsten Kanal zugeordneten Röhrenpaares (z. B. Vl und V 8) eine dieses Röhrenpaar sper- ij| rende, von der Amplitude des in dem .Kanal vor- ~| handenen Signals abhängige negative Vorspan- """* nung gelegt ist.
2. Empfangssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Kathoden des zu sper-^ renden Röhrenpaares (z. B. Vl und VS) eins Spannung angelegt ist, die den bestimmten Bruchteil der aus dem stärkeren oder stärksten Signal ,|,;:ί gewonnenen Regelspannung (e2) ausmacht, und daß , ||| zwischen den Steuergittern und Kathoden der zu sperrenden Röhren (z. B. Vl und VS) Gleichrichter (W2) vorhanden sind, die so gepolt sind, daß: das Potential der Steuergitter unter dem Einfluß der aus der schwächeren Signalspannung gewonnenen Regelspannung (z. B. ^1) unter das Kathoden^ potential fallen kann, das zur Sperrung ausreicht ;||ϊ:?
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 836 206, 603 350.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 709 588/174 7.57
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