JPH05198101A - タイミング再生装置とオートスライサ装置 - Google Patents

タイミング再生装置とオートスライサ装置

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JPH05198101A
JPH05198101A JP22105492A JP22105492A JPH05198101A JP H05198101 A JPH05198101 A JP H05198101A JP 22105492 A JP22105492 A JP 22105492A JP 22105492 A JP22105492 A JP 22105492A JP H05198101 A JPH05198101 A JP H05198101A
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Koichi Hayashi
幸一 林
Yoshio Higashida
吉夫 東田
Seiichi Hashimoto
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  • Signal Processing For Digital Recording And Reproducing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジタル信号を記録再生する磁気記録再生
装置に用いる、再生信号からビット位相を検出するタイ
ミング再生装置と、再生信号の振幅変動に対して比較の
識別レベルを応答させるオートスライサ装置に関するも
ので、データパターンに影響されず、安定なクロックを
発生させ、振幅変動に対して、正確に、安定な補正をか
ける装置を提供することを目的としている。 【構成】 タイミング再生装置は、PR(1,0,−
1)検出を前提に、2つの比較回路6,7で比較し、そ
れぞれ別々にクロック成分を検出し、位相誤差を検出し
て加算回路17で位相誤差を加算する構成で、データパ
ターンに影響されず、正確なクロックを発生させるもの
であり、また、オートスライサ装置もタイミング点での
振幅変動を検出し、データパターンの影響を受けずに振
幅変動を補正するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、映像信号,音声信号を
ディジタル信号に変換して、記録再生するディジタル磁
気記録再生装置に関し、磁気記録媒体から再生された信
号からビット位相を検出するタイミング再生装置と、再
生信号の振幅変動を検出して比較の識別レベルを応答さ
せるオートスライサ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のタイミング再生装置の要部ブロッ
ク図例を図6に示す。
【0003】磁気記録媒体31から再生された信号は磁
気ヘッド32を介して、イコライザ(以下、EQと称
す)回路33に出力される。EQ回路33では、3値検
出を前提としたパーシャルレスポンス波形(特に、ここ
では、インタリーブドNRZI変調と共に使用されるP
R(1,0,−1)検出について説明する)にイコライ
ザされて比較回路34,35に出力される。
【0004】(H.Kobayashi D.T.Ta
ng 「Aplication of Partial
−response Channel Cording
to Magnetic Recording Sy
stems」 IBM J.RES.DEVELOP
JULY 1970) ここでは、PR(1,0,−1)を前提としているた
め、比較回路34,35の出力をEX−OR36でEX
−ORすることで、2値データに変換できる。また、タ
イミング再生回路37は、タンク回路38、乗算回路3
9、ローパスフィルタ(以下、LPFと称す)40、電
圧制御発振回路(以下、VCOと称す)41から構成さ
れ、2値データからクロック成分を抜き出し、再生信号
に位相ロックさせることでビットタイミングを発生させ
る構成となっている(例えば、著;金子尚司 PCM通
信の技術 産報出版)。
【0005】次に、従来のオートスライサ装置の要部ブ
ロック図例を図8に、動作タイミングを図9に示す。基
本的には、コンパレータ51の出力データから、両エッ
ジ検出回路55で両エッジを検出し、チャージ時間検出
回路56、ディスチャージ時間検出回路57で、データ
ラッチパルス生成回路54から再生されたラッチクロッ
クと、両エッジ検出回路55から出力されたエッジ位置
とを比較して、チャージ、ディスチャージ時間を検出
し、コンデンサ60に識別レベルに相当する電荷をチャ
ージする。即ち、識別レベルをラッチクロックの立ち上
がりエッジがデータの中央になるように動作させるので
ある(例えば、著;山下光良、皆川裕安現代ディジタル
オーディオ技術 オーム社)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の、タンク回路を
用いたタイミング再生装置は、データパターンによっ
て、タンク回路から出力される波形の位相が変化する。
即ち、図7の(a)には、EQ回路33から出力される
再生波形を示し、通常は、A0,B0,C0,d0点で、ほ
とんど同一確率で識別されるため、タンク回路から出力
される波形は(b)にしめす波形に平均化された位相と
なる。しかし、データパターンが(a)に示すw1のよ
うな、特別な波形が連続した場合は、識別レベルC1で
識別された波形は(c)となり、識別レベルC2で識別
された波形は(d)(ただし、−1を1として記述)と
なるため、(c)と(d)とのEX−ORをとると
(e)の波形になる。よって、タンク回路38では、立
ち下がりエッジから発生される(イ)の波形と立ち下が
りエッジから発生する(ロ)の波形が得られ、結局、出
力される波形は実線波形となり、前述の(b)の波形と
は、π/2位相が異なるため、再生されるクロックがビ
ットスリップをおこす問題が生じる。従って、データパ
ターンの偏りによって、再生されるクロックの位相がシ
フトされることになり、タイミングが正確に検出できな
い問題が生じる。
【0007】次に、従来のオートスライサ装置では、積
分検出など、データのエッジとクロックとの位相関係
が、コサインロールオフ特性を前提として一定位相関係
になるものに対しては成り立つが、7図の(a)に示す
ようなPR(1,0,−1)を前提とした3値検出の場
合は、エッジ位置が、A0,B0,C0,d0点になり、デ
ータパターンによって識別レベルがふられる問題がおこ
る。
【0008】また、簡単に、識別レベルをEQ回路から
出力された信号の振幅レベルから検出すれば、前述のよ
うな問題は起こらないが、コサインロールオフ率、およ
び、データパターンによって振幅レベルが変化するた
め、前述同様、識別レベルが変化する問題が生じる。
【0009】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、前述したビットスリップがPR(1,0,−1)を
前提にしたとしても起こらないタイミング再生装置を提
供することと、データパターンによって識別レベルが変
化しないオートスライサ装置を提供することを目的とし
ている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のタイミング再生
装置は、上記目的を達成するために、映像信号,音声信
号をディジタル信号に変換して、記録再生するディジタ
ル磁気記録再生装置であって、磁気記録媒体から再生さ
れた信号を3値検出を前提としたパーシャルレスポンス
波形にイコライザするイコライザ回路と、前記イコライ
ザ回路の出力を識別する2つの比較回路と、前記2つの
比較回路の出力からそれぞれクロック成分を抽出する2
つのクロック成分検出回路と、前記2つのクロック成分
検出回路の出力と電圧制御発振回路の出力とから位相誤
差をそれぞれ検出する2つの位相比較回路と、前記2つ
の位相比較回路の出力を加算する加算回路と、前記加算
回路の出力から不要成分を除去するローパスフィルタと
前記ローパスフィルタの出力に従って、クロックを発生
する電圧制御発振回路とを備えたものである。
【0011】また、本発明のオートスライサ装置は、映
像信号、音声信号をディジタル信号に変換して、記録再
生するディジタル磁気記録再生装置であって、磁気記録
媒体から再生された信号を3値検出を前提としたパーシ
ャルレスポンス波形にイコライザし、振幅変動を補正す
るイコライザ回路と、前記イコライザ回路の出力を識別
する2つの比較回路と、前記2つの比較回路の出力から
ビット同期の位相情報を検出し、ビット同期位置を示す
クロックを発生するタイミング再生回路と、前記タイミ
ング再生回路の出力であるクロックを用いて前記2つの
比較回路の出力のビット同期位置をサンプリングする2
つのデータサンプリング回路と、前記2つのデータサン
プリング回路の出力を減算する減算回路と、前記イコラ
イザ回路の出力と前記減算回路の出力とを乗算する乗算
回路と、前記乗算回路の出力から振幅変動成分を抜きだ
し、前記イコライザ回路に出力するローパスフィルタ
と、前記乗算回路の出力から前記イコライザ回路で補正
できなかった振幅変動成分を抜き出し、前記比較の識別
レベルを出力するローパスフィルタと、を備えたもので
ある。
【0012】
【作用】本発明のタイミング再生装置は、2つの位相比
較回路を設けて、前記3値アイパターンの上側と下側と
から、それぞれ別々に位相誤差を検出し、前記2つの位
相比較回路の出力を加算回路て加算し、位相誤差を平均
化する構成となっている。
【0013】従って、前記3値アイパターンの性質か
ら、即ち、上側と下側のアイパターンが対で存在し、前
記2つの位相比較回路から出力される位相誤差が検出す
べき真のビット同期位置に対して、大きさが同一で位相
誤差方向が互いに逆方向のオフセットをもつという性質
から、前記加算回路から出力される位相誤差は、常に、
ビット同期位置を正確に示すことになる。よって、前記
加算回路の出力に従って、電圧制御発振回路でクロック
を発生させれば、従来例のようなビットスリップは起こ
らず、正確なクロックを発生することができる。また、
本発明のオートスライサ装置は、振幅情報から識別レベ
ルを検出しているため、パーシャルレスポンス波形を前
提としても、従来例のごとく、検出誤差が生じることが
ない。
【0014】さらに、前述のごとく、振幅情報から識別
レベルを制御した場合、コサインロールオフ率とデータ
パターンによって、ピーク振幅値が変動するが、タイミ
ング再生回路から出力されたクロックで、2つの比較回
路から出力されたデータをサンプリングすることによっ
て、データ打ち抜きのタイミングを検出し、これとイコ
ライザ回路からの出力とを乗算することで、打ち抜き時
の振幅情報のみを検出しているので、上記コサインロー
ルオフ率とデータパターンによる影響を受けない。
【0015】また、振幅変動の大部分はイコライザ回路
でゲインをコントロールして補正し、残留する成分は、
2つの比較回路の識別レベルを可変することで補正する
構成となっている。基本的には、イコライザ回路でゲイ
ンをコントロールしてすべての周波数領域を補正するこ
とがアイパターンの識別にとって有利であるが、瞬時応
答をゲインコントロールで行なうことは、応答の不安定
要素となり、望ましくない。よって、前述のごとく、残
留する振幅変動成分のみを識別レベルで補正する構成と
なっている。
【0016】
【実施例】以下、本発明の第1のタイミング再生装置の
実施例について、図面を参照しながら説明する。
【0017】図1は、本発明の第1の実施例におけるタ
イミング再生装置の要部ブロック図である。磁気記録媒
体1には、映像信号、および、音声信号がディジタル信
号に変換されて記録されており、磁気ヘッド1を介して
再生される。再生された信号は、AGC4、および、E
Q5から構成されるEQ回路3でもって、3値検出、即
ち、PR(1,0,−1)検出を前提とした波形に振幅
レベルを補正しながら、イコライザされる。比較回路
6,7では、EQ回路3から出力された信号の中心レベ
ルから上側と下側に識別レベルを設け、それぞれ識別を
行い、2つの2値データを出力する。
【0018】同一構成のクロック成分検出回路9,10
は、遅延線(DL)11,13とEX−OR回路12,
14から構成され、それぞれDL11,13は、比較回
路6,7から出力されたデータをクロック周期Tの半分
の時間(T/2)だけ遅延する。
【0019】また、EX−OR回路12,14では、前
記DL11,13の出力と前記比較6,7の出力とのE
X−ORをとり、クロック成分を検出する。即ち、理論
的には、1つのエッジに対して、1つのクロックの方形
波があるものとしてクロック波形を挿入し、クロック成
分を発生させるのである。
【0020】ここで、比較回路6,7の出力をEX−O
Rしてクロック成分を検出しない理由を、図2の波形に
従って説明する。図2の(a)は、EQ回路3からの出
力であり、1,0,−1は、データの振幅値とともに、
打ち抜きタイミング位置を示し、C1,C2は、識別レ
ベルを示しており、信号波形W2が再生されたとして以
下説明を行う。比較回路6,7から出力されるデータ
は、それぞれ(b),(c)(ただし、(c)のみ−1
を1として記述)に示す波形となる。次に、データ
(b),(c)のEX−ORをとれば(d)の波形が得
られ、クロック成分検出9,10に通すと(g)の波形
が得られる。ここで、(g)の波形をみれば明らかなよ
うに、クロックの2倍の周波数成分が生じ、正確な位相
検出ができなくなる。よって、本実施例では、データ
(b),(c)それぞれをクロック成分検出回路6,7
に通し、(e),(f)の波形を発生させ、それぞれ別
個に位相比較する構成となっている。(e),(f)の
波形をみればわかるように、クロックの2倍の成分は生
じず、正確な位相比較ができる。
【0021】次に図1に戻り、位相比較回路(以下、P
Cと称す)15,16では、クロック成分検出回路9,
10からの出力とVCO19からの出力との位相比較を
行なう。ただし、前記PC15,16では、比較回路
6,7のエッジが存在する1クロック期間のみ行い、エ
ッジがない場合は、直前の位相比較データをホールドす
る構成とし、データがない場合でも安定に動作する構成
とする。加算回路17では、PC15,16の出力デー
タをアナログ的に加算を行い、LPF18で高域周波数
の不要成分を分離し、VCO19に出力し、VCO19
では、LPF18の電圧にしたがって、再生信号に位相
同期した再生クロックを発生する。
【0022】ここで、図2の(a)のA0,d0点、ある
いは、C0,B0点は、再生信号において、クロックに対
し、PR(1,0,−1)検出を前提とした場合は、ペ
アーで存在し、同一量の遅れ、進みの位相関係となって
いる。よって、前述のごとく、図1、加算回路17で、
2つのPC15,16の出力を加算すれば、平均化され
て正確な位相誤差が常に得られることになり、従来例の
ごとく、ビットスリップを起こすことがない。さらに、
振幅変動が発生し、前記比較回路6,7で出力データの
エッジ位置が変化しても、2つのPC15,16で検出
される位相誤差のペア状態は維持されるため、振幅変動
の影響を除去することができる。
【0023】また、図2の(e),(f)をみれば明ら
かなように、3値アイパターンの上側、あるいは、下
側、どちらか、1つの比較出力を用いて位相誤差を検出
することは可能であるが、応答速度を考慮した場合、検
出エッジ数で決定される。よって、3値アイパターンの
上側、あるいは、下側、どちらか、1つの比較出力を用
いたものに比べ、本発明のごとく、下側、上側、両方を
用いれば、応答速度を2倍、速くすることができる。
【0024】なお、本実施例のタイミング再生装置は、
線形特性を有するアナログ乗算回路とアナログ加算回路
とを使用して、図3に示す第2の実施例ように構成する
ことも可能である。即ち、図1のクロック成分検出回路
9,10では、EX−OR回路12,14でクロック成
分の検出を行っていたが、図3では、アナログ乗算回路
61,62を用いて、それぞれのクロック成分を抽出
し、アナログ乗算回路61,62の出力を加算回路17
で線形加算する。次に、加算回路17の出力とVCO1
9の出力(クロック)とをアナログ乗算回路63で乗算
して位相誤差を検出しても、図1と同等の特性を実現す
ることができる。よって、図1の構成では、PCを2つ
用いて実現したが、図3のように構成することで、PC
1個で実現することでき、回路を簡単化することができ
る。
【0025】次に、本発明の第3のオートスライサ装置
の実施例について、図面を参照しながら説明する。図4
は、本発明の第3の実施例におけるオートスライサ装置
の要部ブロック図であり、図1と同一構成の部分は、図
1と同一の番号を付す。磁気記録媒体1には、映像信
号、および、音声信号がディジタル信号に変換されて記
録されており、磁気ヘッド2を介して再生される。EQ
回路3は、AGC4,EQ5とによって構成され、AG
C4では、再生信号の振幅値が一定になるようにゲイン
コントロールを施し、EQ5に出力する。EQ5では、
PR(1,0,−1)検出を前提とした波形になるよう
にイコライザを行い、比較回路6,7,及び、乗算回路
23に出力する。比較回路6,7では、3値検出を行
い、3値アイパターンの上側、下側、それぞれを識別
し、2値データを出力する。タイミング再生回路8は、
前述した図1と同様に再生クロックを発生させる。
【0026】次に、データサンプリング回路20,2
1、減算回路22については、図5に示すタイミング波
形図で説明する。図5の(a),(b)は、比較回路
6,7からの出力データを示し、(b)は、3値アイパ
ターンの下側の比較データで、−1を1、0を0として
記述している。また、(c)は、再生クロック波形を示
し、(d)はデータサンプリング回路20で(a)を
(c)でサンプリングした出力データを示す。同様に、
(e)は、データサンプリング回路21で(b)を
(c)でサンプリングした出力データを示す。減算回路
22では、図5の(d)の波形から(e)の波形を減算
し、(f)の波形を出力する。即ち、極性とタイミング
点を同時に示す波形を出力する。
【0027】次に、図4にもどり、減算回路22の出力
とEQ回路3との出力を乗算回路23で乗算する。これ
によって、タイミング点での再生振幅値を検出すること
ができる。ここでは、PR(1,0,−1)検出を前提
にしているため、基本的には、コサインロールオフ波形
にのっとった波形がEQ回路3から出力される。よっ
て、タイミング点では、どのようなデータパターンであ
ろうが、振幅値が変動しないかぎり同一振幅値となり、
正確な振幅変動が検出できる。LPF24では、乗算回
路23の出力から不要成分を除去し、前記AGC4に出
力し、LPF25では、乗算回路23の出力から不要成
分を除去し、振幅変動の残留成分のみを取り出し、比較
回路6,7に出力する。AGC4では、LPF24の出
力に従って、振幅変動の成分について補正し、比較回路
6,7では、LPF25の出力に従って、AGC4で補
正できなかった残留振幅変動成分について識別レベルを
補正する。よって、前述のごとく構成することでAGC
で応答できない、残留振幅変動成分は比較回路6,7の
識別レベルで補正でき、振幅変動に対して、正確に、安
定な動作をさせることができる。
【0028】また、本発明第3の実施例に本発明第1の
実施例のタイミング再生装置を用いれば、第1の実施例
は振幅変動に影響されずビット同期位置を検出できるた
め、振幅変動を補正する制御ループとビット同期位置を
検出する制御ループとは独立に扱うことができる。な
お、図4に示すLPF24,25を同ーLPF、一個で
構成し、AGC4、比較回路6,7に同一振幅変動検出
信号を出力しても、図4と同様の効果をあげることこと
ができる。
【0029】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明のタイミ
ング再生装置によれば、従来例のようなビットスリップ
は、発生せず、正確に再生クロックを発生することがで
きる。また、2つのPCを用いて別々に位相誤差を検出
する構成となっているため、クロックの2倍の周波数は
発生せず、正確に位相誤差を検出できる。しかも、3値
アイパターンの上側、下側を用いて位相誤差を検出して
いるので、上側、あるいは、下側、一方を用いたものと
比較して応答速度を2倍にすることができる。
【0030】また、本発明のオートスライサ装置では、
位相情報の代わりに、振幅値から、識別レベルを制御し
ているため、PR(1,0,−1)を前提としても、正
確に、制御できる。さらに、本来振幅値が一定となる識
別タイミング点で、極性を含めて振幅変動情報を検出し
ているため、データパターン、および、コサインロール
オフ率等の影響を受けることがない。また、振幅変動の
大部分は、AGCで補正し、残留する振幅変動成分のみ
を識別レベルで補正する構成となっているため、正確
で、安定な制御をかけることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例におけるタイミング再生
装置の構成を示す要部ブロック図
【図2】同実施例におけるタイミング再生装置の動作タ
イミングを示す波形図
【図3】本発明の第2の実施例におけるタイミング再生
装置の構成を示す要部ブロック図
【図4】本発明の第3の実施例におけるオートスライサ
装置の構成を示す要部ブロック図
【図5】同実施例におけるオートスライサ装置の動作タ
イミングを示す波形図
【図6】従来のタイミング再生装置の一例の構成を示す
要部ブロック図
【図7】同従来のタイミング再生装置の動作タイミング
を示す波形図
【図8】従来のオートスライサ装置の一例の構成を示す
要部ブロック図
【図9】同従来のオートスライサ装置の動作タイミング
を示す波形図
【符号の説明】
1 磁気記録媒体 2 磁気ヘッド 3 EQ回路(イコライザ回路) 4 AGC 5 EQ(イコライザ) 6,7 比較回路 8 タイミング再生回路 9,10 クロック成分検出回路 11,13 DL(遅延線) 12,14 EX−OR回路 15,16 PC(位相比較回路) 17 加算回路 18,24,25 LPF 19 VCO(電圧制御発振回路) 20,21 データサンプリング回路 22 減算回路 23 乗算回路 61,62,63 アナログ乗算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 清一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】映像信号、音声信号をディジタル信号に変
    換して、記録再生するディジタル磁気記録再生装置であ
    って、 磁気記録媒体から再生された信号を3値検出を前提とし
    たパーシャルレスポンス波形にイコライザするイコライ
    ザ回路と、 前記イコライザ回路の出力を識別する2つの比較回路
    と、 前記2つの比較回路の出力からそれぞれクロック成分を
    抽出する2つのクロック成分検出回路と、 前記2つのクロック成分検出回路の出力と電圧制御発振
    回路の出力とから位相誤差をそれぞれ検出する2つの位
    相比較回路と、 前記2つの位相比較回路の出力を加算する加算回路と、 前記加算回路の出力から不要成分を除去するローパスフ
    ィルタと、 前記ローパスフィルタの出力に従って、クロックを発生
    する前記電圧制御発振回路と、から構成されたことを特
    徴とするタイミング再生装置。
  2. 【請求項2】前記クロック成分検出回路は、クロック周
    期をTとした時、T/2時間、前記比較回路の出力を遅
    らせる遅延線と、前記遅延線の出力と前記比較回路の出
    力とのEX−ORをとるEX−OR回路と、から構成さ
    れたことを特徴とする請求項1記載のタイミング再生装
    置。
  3. 【請求項3】映像信号、音声信号をディジタル信号に変
    換して、記録再生するディジタル磁気記録再生装置であ
    って、 磁気記録媒体から再生された信号を3値検出を前提とし
    たパーシャルレスポンス波形にイコライザするイコライ
    ザ回路と、 前記イコライザ回路の出力を識別する2つの比較回路
    と、 前記2つの比較回路の出力からそれぞれクロック成分を
    抽出する2つのクロック成分検出回路と、 前記2つのクロック成分検出回路の出力を線形加算する
    加算回路と、 前記加算回路出力と電圧制御発振回路の出力とから位相
    誤差を検出する位相比較回路と、 前記位相比較回路の出力から不要成分を除去するローパ
    スフィルタと前記ローパスフィルタの出力に従って、ク
    ロックを発生する前記電圧制御発振回路と、から構成さ
    れたことを特徴とするタイミング再生装置。
  4. 【請求項4】前記クロック成分検出回路は、クロック周
    期をTとした時、T/2時間、前記比較回路の出力を遅
    らせる遅延線と、前記遅延線の出力と比較出力を乗算す
    る乗算回路とから構成されたことを特徴とする請求項3
    記載のタイミング再生装置。
  5. 【請求項5】映像信号、音声信号をディジタル信号に変
    換して、記録再生するディジタル磁気記録再生装置であ
    って、 磁気記録媒体から再生された信号を3値検出を前提とし
    たパーシャルレスポンス波形にイコライザし、振幅変動
    を補正するイコライザ回路と、 前記イコライザ回路の出力を識別する2つの比較回路
    と、 前記2つの比較回路の出力からビット同期の位相情報を
    検出し、ビット同期位置を示すクロックを発生するタイ
    ミング再生回路と、 前記タイミング再生回路の出力であるクロックを用いて
    前記2つの比較回路の出力のビット同期位置をサンプリ
    ングする2つのデータサンプリング回路と、 前記2つのデータサンプリング回路の出力を減算する減
    算回路と、 前記イコライザ回路の出力と前記減算回路の出力とを乗
    算する乗算回路と、 前記乗算回路の出力から振幅変動成分を抜きだし、前記
    イコライザ回路に出力するローパスフィルタと、 前記乗算回路の出力から前記イコライザ回路で補正でき
    なかった振幅変動成分を抜き出し、前記2つの比較回路
    の識別レベルを出力するローパスフィルタと、から構成
    されたことを特徴とするオートスライサ装置。
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