DE2039414A1 - Electrode arrangement for electron beam scanning devices - Google Patents
Electrode arrangement for electron beam scanning devicesInfo
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Description
PATENTANWALT E Dipl.-Ing. M ARTI N LICHTPATENT ADVOCATE E Dipl.-Ing. M ARTI N LIGHT
8MONCHENJ-THfRESIENSTRASSESa . . ... , . ,„.. „..,..,,....8MONCHENJ-THfRESIENSTRASSESa. . ...,. , ".." .., .. ,, ....
Dipl.-Wirtsch.-lng. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANNDipl.-Wirtsch.-Ing. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN
München, denMunich, the
10M)HHOP OOEIOEATIOw
everlv liills, Kalifornien '/ilshire Boulevard 9744
V. öt. A.10M) HHOP OOEIOEATIOw
everlv liills, California '/ Ilshire Boulevard 9744 V. öt. A.
Elektrodenanordnung für Elektronenstrahl-AbtastgeräteElectrode assembly for electron beam scanning devices
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenstr&hlabtaatgerät und insbesondere ein G-rät, in dem flache Dynoden-Elemente verwendet werden, auf denen zu einem Rastermuster angeordnete Elektroden vorgesehen sind, die zur Steuerung de« Elektronenstrahls dienen.The present invention relates to an electron gun and in particular a device in which flat dynode elements are used on which a grid pattern is formed arranged electrodes are provided, which are used to control the «electron beam.
In dem Ii. S. Patent Ho. 3,408,532 der vorliegenden Anmelderin (jyorthrop Corporation) mit dem Titel "Elektronenstrahlabtastgerät" (Electron Beam Scanning Device) wird ein Abtastgerät beschrieben, das eine Anzahl flacher Dynoden verwendet, auf deren beiden gegenüberliegenden Seiten zu einem ineinander verschränkten Rastermuster angeordnete Elek-., troden aufgebracht sind, die gemäß einem Steuersignal vorge-In the ii. S. Patent Ho. 3,408,532 of the present Applicant (Jyorthrop Corporation) entitled "Electron Beam Scanner" (Electron Beam Scanning Device) a scanning device is described, which a number of flat dynodes used, on the two opposite sides of which are arranged to form an interlaced grid pattern., electrodes are applied, which are provided according to a control signal
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I MONCHIN 3, THgRfSItNSTRASSE 33 ■ Ttltfom2S1202 · TeleeranvwAdre»»·. Llpotli/München Um- Varafmfcaflk tMndm, Zw«le*t. Oikar-von-Mlllcr-Rtna, Kfo.-Nr. M2 4f5 · PoitMhcck-Konte ι München Nr. 1*33 97I MONCHIN 3, THgRfSItNSTRASSE 33 ■ Ttltfom2S1202 · TeleeranvwAdre »» ·. Llpotli / Munich Um- Varafmfcaflk tMndm, Zw «le * t. Oikar-von-Mlllcr-Rtna, Kfo.-Nr. M2 4f5 · PoitMhcck-Konte ι Munich No. 1 * 33 97
spannt sind, uu. eineij -ble^trcnenstr-tl-l zv/iscucn Xfcthoäe und Gegenelektrode steuern zu können, „ie in de,,-. or,.r-hnte:r. i-etont dargelegt ist, sind auf den beiden ;:egenüberliecünaen Seiten jeder Dynode ähnliche £astir.i,UFter an; coronet, öle einander uberlac.~-rn, wobei Vorspannungsi.otentiale in jjurchl&.u,ric.i.itun_: oder in Sperrichtung selektiv zv/ischei'j äez. --: ^rjüb^rli^ unuen Eleictroden-iJustern angelegt werden können.are excited, uu. einij -ble ^ trcnenstr-tl-l zv / iscucn Xfcthoäe and counter electrode to be able to control, "ie in de" -. or, .r-hnte: r. i-etont is set out are on the two; : Egenüberlie c ünaen sides astir.i, ufter at each dynode similar £; selectively zv or reverse / ischei'j äez: coronet each other oils Uberla c ~ -rn, wherein Vorspannungsi.otentiale in jjurchl & .u, ric.i.itun_.. -: ^ rjüb ^ rli ^ unuen Eleictroden-iJustern can be applied.
Dier-e bisher ve. \ endete Ele/ztroaen&nordnun^; erlaubt we;c-i. c-es abv/ecnselnden ü&sci.altens zv/isichen den beiden EaBteriuUster-Häifter. jeder Dynode '.eine :,leic\zeiti':;e volle "Aualeuchtunr" oder Aktivierung der £ et; ε ^t er. fläche der G-egenelektrode. Eine solche volle Ausleuchtung- ist zweckmäßi", da sie das Entgasen erleichtert, indem sämtliche Linzelkenäle vor Beginn des Schaltvorgangs ruit einer Gleichspannung betrieben werden können, wodurch die Anfälligkeit eeifcn 3p&nnungsdurchschlä-ve verringert wird. Auäerdea kann das ierät hierdurch als Speichereleraent verwendet werden, inäea diese volle Ausleuchtung als "Lösch-Lesesignal" dient.Dier-e so far. \ ended Ele / ztroaen & nordnun ^; allowed we; ci. c-es abv / ecnselenden ü & sci.altens zv / isichen the two EaBteriuUster-Häifter. each dynode '.eine:' leic \ zeiti ':; e full "Auallichtunr" or activation of the £ et; ε ^ t he. surface of the counter electrode. Such full Ausleuchtung- is zweckmäßi "since it facilitates the degassing by ruit all Linzelkenäle before the start of the switching operation of a DC voltage can be operated so that the susceptibility e e i fcn 3p nnungsdurchschlä-ve is reduced. Auäerdea can ierät hereby as Speichereleraent used inäea this full illumination serves as a "delete read signal".
Die vorliegende Erfindung bietet gegenüber der Elektrodenanordnung, wie sie in den; erwähnten Patent dargelegt wird, eine Verbesserung, indem zusätzlich zum normalen Abtasten eine volle Ausleuchtung des Bildscr.irms ermöglicht wird; außerdem enthält die vorliegende Erfindung weitere Vorzüge» Erstens verwendet das Gerät der vorliegend^.! .Erfindung nur auf der einen Oberfläche der Dynode ein Rastermuster, waa die Herstellung vereinfacht. Zweitens liegen dieThe present invention offers over the electrode arrangement as shown in FIGS. mentioned patent is an improvement by enabling full illumination of the screen in addition to normal scanning will; the present invention also includes other advantages. First, the apparatus of the present invention uses.! .Invention a grid pattern only on one surface of the dynode, which simplifies production. Second, they lie
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Lber eine !..ittlüi-t.- betrieb so i:uer verwendete- Schalt sr-annunren er-.ieblic - :.:io'..ri. er, ..eil. auf der einen Seite der Dynode eine fea'te Bcu, r;ü amiur^ verv.eüdet v;irdj dadurch erhöht sich oie .Lebi5:..ijd{?v-.ei' oes G-υ rät s, unü ieistui." svorluste und Anfülii:- .eit cte .1: 3vciU:UV ;;aurc'asc lüre Lon^e;.: i-i^drir ._~helten were. en.About a! .. ittlüi-t.- operation so i: uer used- switching sr-annunren er-.ieblic -:.: Io '.. ri. he, ..eil. on one side of the dynode a fea'te Bcu, r; ü amiur ^ verv.eüdet v; irdj thereby increases oie .Lebi5: .. ijd {? v-.ei 'oes G-υ advises s, unü ieistui. "svorluste und Anfülii: - .eit cte .1: 3vciU: UV ;; aurc'asc lüre Lon ^ e;.: ii ^ drir ._ ~ helten were. en.
AuJtrde.. Vvird darch die -.erinjere ...e-xi^is tn εΐΰτύΐν z'..isc :-c.:·. ion Stufen an eine.: teliebi, er. tunkt innerhiilb des Dvnodenata ; vels der Betrag der Verstr.rkun, sbe^renziin^" erheblich erhöht,AuJtrde .. Vvird die -.erinjere ... e-xi ^ is tn εΐΰτύΐν z '.. isc: -c.: ·. ion steps to one .: teliebi, he. dots within the dvnodenata ; v els the amount of Verstr.rkun, sbe ^ renziin ^ "increased considerably,
AviScrde-i. kenn ^ei^ai der vorlierenden Erfindung beque;;; eine Luiwar.dlung von der Einfach- zur .,lehrfachstrahlansteuerune erfolren, wobei siit einen. Wählschalter abwechselnd 1, 2, 4, 6 oder 16 Strehler, 8v.si"ev.ählt v/erden .iönnen.AviScrde-i. know the present invention beque ;;; a Luiwar.dlung from the single to., lehrfachstrahlansteuerune take place, with one. Selector switch alternately 1, 2, 4, 6 or 16 chasers, 8v.si "possibly selected v / can be grounded.
Der Erfindung lieft daher die Av.ίracensttllunp: zugrunde, eine verbesserte I3jriiod3n-Elel:troaenanoränuns für ain Elektronen Bti·:-hlabte c tgerät zu seil rf fen.The invention is therefore based on the approach to rf an improved I3j r iiod3n-Elel: troaenanoränuns for ain electrons Bti ·: -hlabte c t device.
Die Erfindung läßt sich föl jeneerbauen cusejuen-The invention can be built for those cusejuen-
fassen: Ein Elehtronenstrenlt 2tsc-t^cri;t fer.t^.iU't exr.e Anzahl f|summarize: Ein Elehtronenstrenlt 2tsc-t ^ cri; t fer.t ^ .iU't exr.e number f |
D^noäeu-Ele ..ente zwischen einer Kathode und einer Gegenelektrode, cie den Elektronenfl.11? steuern. Auf der einen Seite ^eder Dynode sind zwei Elektroden vorreseher., die zu eine.η ineinander verschränkten E.as"fceruiuster angeordnet sind. Die je.'.enüberlierende Seite ;eaer Dynode enthält eine einzige Elektrode, die praktisch die resarate Dynocenfliiche bedeckt und die auf einer; fester. Vorspennur.;s otential gehalten wird. Die 8,. den Dynoden anliegenden fest·..·. Vorsjenir.-.n ---"otentisleD ^ noäeu-Ele ..ente between a cathode and a counter electrode, cie the electron fl 11? steer. On one side of each dynode there are two electrodes, which are arranged in an interlaced E.as "fceruiuster. The ever which is held on a; fixed. preload only.; s otentisle. The eight,
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sind graduell zwischen Kathode und üe ^,elektrode abgestuft. Au-vsrdeu sind Vorricntun;.eu voryesehen, um das iiaBter-Elektrodenmuster mit Bezug auf die auf der ge; errüberlie^enaer: Dvnodenseite an; ebraci^te und aui einer fester: "ν3::ν ρ spannung liegende Elektrode entv.'eder in Lure laßriaLtun:-; oder in S^ errichtung vorzuspannen, wodurch der curch jede Dynode hindurchgehende Eleiitronenstroni gesteuert werden ..cenn.are graded between the cathode and the electrode. Au-vsrdeu are preparing ; .eu plan to re-establish the iiaBter electrode pattern with reference to the on the ge ; errüberlie ^ enaer: Dvnode side on; ebraci ^ te and aui a solid: "ν3 :: ν ρ voltage lying electrode either in lure lassriaLtun: -; or in S ^ erection, whereby the electron currents passing through each dynode are controlled ..cenn.
Es f öl" t nun eine Beschreibung der Eriir.f'un^; anhend cer Zeichnun en.A description of the eriir.f'un ^;; is attached the drawings.
31 ur 1 ist eine schemstir-:c?.i Pc rot-llung zur ErIMuterung der Arbeitsweise einer Auafl. hrun;jyf ori.,. eines Lleräts nach der vorliegend:en Erfindung. 31 ur 1 is a schematic diagram: c? .I Pc rot-llung to explain the operation of an Auafl. hrun; jyf ori.,. of a device according to the present invention.
Pi: u r 2 iat eine scheiLttische Dl r η te llung zur Erläuterung der V,'irLu.:jSV.eise der Vo reps η nun ;--otcu^r:: i nale, die ε π einer t-;\:ische..: Dynode des Gerät:1 aus Firur 1 anliegen.Pi: ur 2 iat an index table Dl r η te llung to explain the V, 'irLu.: JSV.eise der Vo reps η now; - otcu ^ r :: i nale, the ε π of a t- ; \: ic ..: dynode of the device: 1 from fi r ur 1 lie.
Firur 3 ist eine scheme tische Darstellung der Dy η or. en de° &erj.ts aus Figur 1 .Firur 3 is a schematic representation of the Dy η or. en de ° & erj.ts from Figure 1.
Zu Beginn soll hier erwcnnt weroer;, o.a. des erfindunjsge^äfie G-erst bis auf die auf einer fester. Vorspannung liegenden Elektroden und bis au± die Art und Weise, in der Steuerspannungen an das Ea'jterelektrodenumster angelegt werden, in allen übrigen Punkten deu in de.· b. S. Patent ho. 3,408,532 dargelegten Gerät ''leicht, weshalb sicu die vorliegende Beschreibung auf die erwähnte Patentschrift bezieht.At the beginning should be mentioned here ;, oa of the invention G-only except for the one more solid. Bias electrodes and up to the manner in which control voltages are applied to the Ea'jterelectrodenumster, in all other points deu in de. · B. S. Patent ho. 3,408,532 set out device '' easily, which is why sicu the present description refers to the mentioned patent.
Das erfjndungsgemäße Gerät enthält eine Kathode zur Emission von Elektronen, eine Gegenelektrode zum Empfang vonThe device according to the invention contains a cathode for Emission of electrons, a counter electrode to receive
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Elektronen uad eine Anzahl von DynOdenplatten, die zwischen diesen beiden Elementen als Ilattenstapel angeordnet sind .-. •und den .Durchhang der Elektronen steuern. Jede Dynode ist mit zwei Elektroden versehen,- die alf.'verschränktes Itastermu pst er auf der einen Oberf lache vorgesehen sind, während die andere Oberfläche der Dynode praktisch vollständig durch · eine allgemeine Elektrode bedeckt ist. An den Einzelelektroden der Dynoden liegen jeweils feste Vorspannungspotentiale. Diese VorspannuniiiTJOOtenti'ale sind abgestuft und nehmen von der Kathode in Richtung, zur Gegenelektrode zu. Zur Steuerung des Elektronenflusses sind Vorrichtungen vorgesehen, dia zwischen.den Rasterelektrodenmustern und ihren zugehörigen Bezugselektroden selektiv Durchlaß- oder Sparrspannungen einschalten. Auf diese Weise lassen sich jeweils beliebige, bestimmte Abschnitte der Gegenelektrode p'.rfcivieren. ■ In Figur 1 und 2 ist ein Ausftihrungsbeispiel der Erfindung dargelegt. Die von einer Kathode 16 emittierten Elektronen werden durch ein Steuergitter 19 moduliert. Die " Ansteuerung oder Ablenkung dieser Elektronen auf die Gegenelektrode 11 wird durch die Dynoden 20-25 gesteuert, durch die die Elektronen auf ihrem Weg zur Gegenelektrode hindurchlaufen müssen. Die Dynoden 20-25 und das Steuergitter 19 enthalten öffnungen 41, die jeweils bei den einzelnen Plattenelementen fluchten, so daß Elektronenstrahl-Kanäle gebildet werden. Auf der einen Oberfläche jeder dieser Dynodenplatten befinden sich zwei Elektroden 20a,20b - 25a,25b, die in einem ι 'Electrons and a number of dynode plates between these two elements are arranged as a pile of battens .-. • and control the .Durchhang of the electrons. Every dynode is provided with two electrodes, - the alf.'verted Itastermu pst he are provided on one surface while the other surface of the dynode practically completely through a general electrode is covered. On the individual electrodes the dynodes have fixed bias potentials. These VorspannuniiiTJOOtenti'ale are graduated and take from the cathode in the direction of the counter electrode. For controlling of the electron flow devices are provided, dia between the grid electrode patterns and their associated Reference electrodes selectively forward or energy saving voltages turn on. In this way, any specific sections of the counterelectrode p'.rfcivieren. ■ An exemplary embodiment of the invention is shown in FIGS. 1 and 2. Those emitted by a cathode 16 Electrons are modulated by a control grid 19. The " Control or deflection of these electrons on the counter electrode 11 is controlled by the dynodes 20-25, by which the electrons pass through on their way to the counter electrode have to. The dynodes 20-25 and the control grid 19 contain openings 41 which are aligned with the individual plate elements so that electron beam channels are formed will. On one surface of each of these dynode plates there are two electrodes 20a, 20b - 25a, 25b, which are in a ι '
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bestimmten, ineinander verrcLrLnkteii h.ajteruiuster ciu' sind. Die gerenüberlie-jenöe Seite der D^nodenrilatte;: ist ■or&ktisch vollständig durch eine zusammenhängende Einzelelektrode 20c-25c bedeckt. Die Elektroden 20c-25c bilden eine Schicht, uie derj gleichen Fläciienbereic·-: beaeckt, wie das entsprechende Rastermuster auf der gegenüberliegenden Seite der Platte.certain, interrelated h.ajteruiuster ciu ' are. The gerenüberlie-jenöe side of the D ^ nodenrilatte ;: is ■ Or & ktisch completely through a coherent single electrode 20c-25c covered. The electrodes 20c-25c form a layer covering the same area as that corresponding grid pattern on the opposite side of the plate.
Des Steuerritter 1S kann mittels einer Bildsignelquelle 45 moduliert werden. An das kastermuster jeder Dynode wird über eine opannundsschsltungs-3teuereinheit 51a,51b 56a,56b eine Steuerspannung angelert. Eine Spannung zur Beschleunigung des Elektronenstroins zwischen Kathode 16 und Gegenelektrode 11 liefert eine Spannungsoielle 33» der ein Spannungsteiler 35 parallelgeschaltet ist. Jeder Elektrode 20c-25c wird vom Spannungsteiler 35 eine feste Spannung zugeführt, die graduell von Dynode zu Dynode zwischen Kathode und Gegenelektrode abgestuft ist.The control knight 1S can be modulated by means of an image signal source 45. Kaster to the pattern of each dynode is a opannun d sschsltungs-3teuereinheit 51a, 51b 56a, 56b angelert a control voltage. A voltage for accelerating the electron flow between the cathode 16 and the counterelectrode 11 supplies a voltage potential 33 to which a voltage divider 35 is connected in parallel. Each electrode 20c-25c is supplied with a fixed voltage from the voltage divider 35, which voltage is gradually graduated from dynode to dynode between cathode and counter-electrode.
Jeder der Spannungssteuerschalter 51a-56a liegt an der gleichen Klemme des Spannungsteilers 35, an der auch die zugehörige Elektrode 20c-25c anliegt. Diese Verbindungspunkte sind in Figur 1 nicht direkt eingezeichnet, sondern nur durch die entsprechenden Buchstaben a-h am Spannungsteiler und an den Spannungssteuerschaltern angedeutet.Each of the voltage control switches 51a-56a is on the same terminal of the voltage divider 35 to which the associated electrode 20c-25c is also applied. These connection points are not drawn directly in Figure 1, but only by the corresponding letters a-h on the voltage divider and on indicated by the voltage control switches.
Figur 2 zeigt eine typische Ausführungeform eines Spannungssteuerschalters, und zwar den mit der Dynode 20 verbundenen Schalter. Wie aus der Zeichnung ersichtlich I:^\FIG. 2 shows a typical embodiment of a voltage control switch, specifically the one with the dynode 20 connected switch. As can be seen from the drawing I: ^ \
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BADBATH
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enthält der Steuerschalter 51b ein Schalterelement 50, das abwechselnd die positive-oder negative Klemme der Spannungs- >..uelle '62 mit der Ra.sterelektrode 20a verbindet. In entspre- ■ chender weise entiiält der Steuerschalter 51a ein Schalter-■■ele^ient 63» das abwechselnd die positive oder negative Klemme der SponnunrHiiuelle 65 mit der Rasterelektrode 20b verbindet. Die Lie .J; ro de 2Cc ist mit der gemeinsaiüer.Kleiaue beider Spannuij.,'0 uellen verbunden. Die ScLaltereleuiente 60 und 63 "bürden "beispiclovveioe lislbleiterscLBltkreise enthalten, die durch eine digitale Anateuerlogik gesteuert würden, v;ie in dein erwähnt ei:/latent dargelegt ist. : the control switch 51b contains a switch element 50 which alternately connects the positive or negative terminal of the voltage source 62 with the grid electrode 20a. Correspondingly, the control switch 51a contains a switch element 63 which alternately connects the positive or negative terminal of the voltage source 65 to the grid electrode 20b. The Lie .J; ro de 2Cc is connected to the common bran of both tension sources. The switch elements 60 and 63 "burden" beispiclovveioe lislbleiterscLBltkreis that would be controlled by a digital operator logic, ie in your mentioned ei: / is latent. :
In -öeu in Piu-;ur 1 und 2 dargestellten Beispiel lie£t an den Elektroden jeder Dynode eine spezielle Vorspannung an. Eic bei diese:: Beispiel ent;.^rechenden Ausgänge der Stouereci.elt-.reiKe 51a,51b - 5-6e,56ö sind durcii zugehörige Plus- und ...inuszeiciien geiver:n^elcl:i:et. In diese..: s~esiellen Beispiel gelangt nur ein eir-^i_'er ile^tronenstrsiil 60 von der lCatiioce 16 zur Gegeneleictrode 11, während säatlielae anderen ',-'(J Eleiitrontüstrahlb&hnen durch entsprechenöe Dynoden bloc.-riert werden. Eryic;:tlicherweise läßt sich durce geeignete Betätigung cer Spennungssteuerschalter erreichen, daß eil. beliebiger Abnchnitt oder beliebi e Abschnitte, sowie die gesamte Fläche der Gegenelektrode 11 wahlv:eise aktiviert werden. Beispielsweise können sämtliche Dynoden in Durchlaßrichtung vorgespannt werden, um die Gegenelektrode voll "auszuleuchten", oder aber man kann lediglich die obere Hälfte der Gegenelektrode aktivie-In -öeu in Pi u -; ur 1 and 2 illustrated example, lie £ t each dynode at the electrodes to a particular bias voltage. Eic with this :: Example ent;. ^ Calculating outputs of the Stouereci.elt.reiKe 51a, 51b - 5-6e, 56ö are bycii associated plus and ... inus signs geiver: n ^ elcl: i: et. In this particular example, only one single line 60 gets from the line 16 to the counter electrode 11, while other elements are blocked by appropriate dynodes. Eryic By means of suitable actuation of the voltage control switch, it is usually possible to activate any section or sections as well as the entire surface of the counter electrode 11. For example, all dynodes can be biased in the forward direction in order to fully illuminate the counter electrode ", or you can only activate the upper half of the counter electrode.
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ren, indem Elektrode 21a in Durc^laJ.richtun^;, Elektrode 21b iu Sperrichtu.ng und sämtliche übri/ren Dynoden-Ll ektroo en in Durclile.-richtung vorgespannt weroen .by placing electrode 21a in direction, electrode 21b iu locking device and all other dynode lines in Durclile. Direction prestressed weroen.
Dt:-: erfindun7sjG:.iäße Gerät bietet also vielseitige Löclielkeitsr. zur Steuerung eine.-: Elektronenytr&hli^usters. Av.£ .T'.Cu., wie schon ervahnt ν,-urde, bietet .^ie vorlie._'enc;e Erfii'iou.n: cie· Vorteile einer wirtachaftlicnen fierstellung, niedriger leistvaij:--.vcrluste, gerin; er Ani t.llipkeit ^e. en Sp&nnunr bdurctschlä^e und einer erijöüten Lebensdauer des Geräts.Dt: -: erfindun7sjG: .iäß device thus offers versatile possibilities. to control a.-: Elektronytr & hli ^ usters. Av. £ .T '. Cu., As already mentioned ν, -urde, offers. ^ The present ._ 'enc; e Erfii'iou.n : cie · Advantages of an economic position, lower performance: -. Losses, low; er Ani t.llipkeit ^ e. en Sp & nnnunr bdurctschlä ^ e and an erijöüten lifetime of the device.
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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Also Published As
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