JPH1022858A - 直接変換受信機 - Google Patents

直接変換受信機

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JPH1022858A
JPH1022858A JP16919196A JP16919196A JPH1022858A JP H1022858 A JPH1022858 A JP H1022858A JP 16919196 A JP16919196 A JP 16919196A JP 16919196 A JP16919196 A JP 16919196A JP H1022858 A JPH1022858 A JP H1022858A
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Yoshio Horiike
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振幅変調されたRF信号が入力たときにミキ
サのIF信号のベースバンド周波数帯に発生する振幅変
調周波数成分による妨害を受けないようにする。 【解決手段】 2組のミキサ5、6および7、8にそれ
ぞれ互いに位相差180度のローカル信号を入力して、
ミキサ5と6のIF信号の電圧の差およびミキサ7と8
のIF信号の電圧の差をとることにより、ミキサで発生
した振幅変調周波数成分をキャンセルする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、選択呼出受信機や
コードレスリモコン、コードレス電話機等の無線通信装
置に係わり、特に受信復調方式として直接変換受信方
式、すなわちホモダイン方式を用いた受信機に関する。
【0002】
【従来の技術】直接変換方式の受信機は、ヘテロダイン
方式と比較して多くの利点をもっている。ヘテロダイン
方式では、受信した高周波信号を中間周波数に変換して
から処理するために、イメージ成分を除去するためのフ
ィルタが必要である。このフィルターとしては通常、セ
ラミックフィルタまたは水晶フィルタが使用されるが、
これらのフィルタはコストが高く、形状も大きい。直接
変換受信機は、受信した高周波信号を直接ベースバンド
付近の低周波信号へ変換するため、イメージ成分の発生
がない。従って上記のようなフィルタは不要である。一
般的には隣接チャンネルの成分を除去するフィルタが必
要であるが、処理する信号が低周波であるためローパス
特性のアクティブフィルタ等を用いることができ、IC
化も容易である。つまり、高価で形状の大きなフィルタ
が不要なために直接変換受信機では低コストかつ小型化
が実現できる。
【0003】図7は、従来の直接変換受信機の構成を示
すブロック図である。図7において、1はRF信号入力
端子、2はローカル信号入力端子、11は復調器、12
はデータ出力端子、71は移相分配器、201は分配
器、202は第1のミキサ、203は第2のミキサ、2
04は分配器201の第1の出力、205は分配器20
1の第2の出力、206は第1のローカル信号、207
は第2のローカル信号、208は第1のミキサのIF信
号、209は第2のミキサのIF信号である。RF入力
端子1に入力されたRF信号は分配器201で2分配さ
れる。またローカル信号入力端子2に入力されたローカ
ル信号は移相分配器71で互いに位相差が90度である
第1のローカル信号206と第2のローカル信号207
に分配される。分配器201の第1の出力204と第1
のローカル信号206が第1のミキサ202に入力さ
れ、分配器201の第2の出力205と第2のローカル
信号207が第2のミキサ203に入力される。ここで
ローカル信号の周波数がRF信号の中心周波数と同じに
設定されており、そのためRF信号はミキサ202およ
び203でそれぞれベースバンド周波数の第1のIF信
号208および第2のIF信号209に周波数変換され
る。2つのIF信号は復調器11へ入力される。復調器
11ではチャンネル選択のために帯域制限フィルタをか
けられた後に復調が行われ、復調データがデータ出力端
子12から出力される。以上が直接変換受信機の基本動
作である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、直接変換受
信機では、上記のようにIF信号の周波数がベースバン
ド周波数であるために妨害に対して弱点を持っている。
すなわち、ベースバンド周波数は、0Hzから数十kH
z程度の範囲で設定される。ここで、入力されるRF信
号が振幅変調を受けている場合には、ミキサのひずみ特
性により、IF信号への周波数変換時に振幅変調周波数
またはその2倍の周波数の信号成分が発生し、この成分
がIF信号に含まれてしまう。振幅変調周波数は一般的
に数kHz程度となる場合が多く、この変調周波数成分
と上記のベースバンド周波数のIF信号とがほぼ同一の
周波数帯に存在することになり、受信妨害の原因とな
る。RF信号の振幅変調は、送信時には振幅変調を受け
ていない場合でも、空間伝搬でのフェージングにより大
きな振幅変動を受けることがある。また、希望波以外の
RF信号がミキサに入力されて、この信号が振幅変動を
受けている場合でも同様の妨害を引き起こす。さらに
は、複数のRF信号が同時にミキサに入力されてた場合
には、振幅変調を受けていなくても妨害を生じる場合が
ある。
【0005】本発明は上記の課題を解決するものであ
り、ミキサに入力されるRF信号の振幅変調成分による
受信妨害を抑えて安定した受信特性が得られる直接変換
受信機を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を解決するため
に、本発明は2つのミキサに互いに位相差180度のロ
ーカル信号をそれぞれ入力し、それぞれのIF出力信号
の差をとる構成としている。
【0007】上記発明によればIF信号の差をとること
によりそれぞれのミキサで生じた振幅変調周波数成分を
キャンセルするものである。このとき、必要なIF信号
成分(RF信号とローカル信号の差の周波数)はキャン
セルされずに、上記の振幅変調周波数成分がキャンセル
される。
【0008】
【発明の実施の形態】RF信号を4分配する分配器と、
前記分配器の第1の出力と第1のローカル信号を入力す
る第1のミキサと、前記分配器の第2の出力と第2のロ
ーカル信号を入力する第2のミキサと、前記分配器の第
3の出力と第3のローカル信号を入力する第3のミキサ
と、前記分配器の第4の出力と第4のローカル信号を入
力する第4のミキサと、前記第1のミキサのIF信号と
前記第2のミキサのIF信号の電圧の差を出力する第1
の引き算器と、前記第3のミキサのIF信号と前記第4
のミキサのIF信号の電圧の差を出力する第2の引き算
器と、前記第1の引き算器の出力と前記第2の引き算器
の出力を入力する復調器を備え、前記第2、第3および
第4のローカル信号の位相が前記第1のローカル信号の
位相に対してそれぞれ180度、90度および270度
である構成とするものである。
【0009】以下、図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。 (実施例1)図1は本発明の実施例1の直接変換受信機
を示すブロック図である。図1において、1はRF信号
入力端子、2はローカル信号入力端子、3は分配器、4
は移相分配器、5は第1のミキサ、6は第2のミキサ、
7は第3のミキサ、8は第4のミキサ、9は第1の引き
算器、10は第2の引き算器、11は復調器、12はデ
ータ出力端子、13は分配器3の第1の出力、14は分
配器3の第2の出力、15は分配器3の第3の出力、1
6は分配器3の第4の出力、17は第1のローカル信
号、18は第2のローカル信号、19は第3のローカル
信号、20は第4のローカル信号、21は第1のIF信
号、22は第2のIF信号、23は第3のIF信号、2
4は第4のIF信号、25は引き算器9の出力、26は
引き算器10の出力である。
【0010】まず、本実施例の直接変換受信機の動作に
ついて説明する。RF入力端子1に入力されたRF信号
は分配器3で第1、第2、第3および第4の出力13、
14、15、16に4分配される。またローカル信号入
力端子2に入力されたローカル信号は移相分配器4で第
1、第2、第3および第4のローカル信号17、18、
19、20に4分配される。ここで、第2、第3および
第4のローカル信号の位相は第1のローカル信号の位相
に対してそれぞれ180度、90度、270度の位相差
を持っている。分配器3の第1の出力13と第1のロー
カル信号17が第1のミキサ5に入力され、分配器3の
第2の出力14と第2のローカル信号18が第2のミキ
サ6に入力され、分配器3の第3の出力15と第3のロ
ーカル信号19が第3のミキサ7に入力され、分配器3
の第4の出力16と第4のローカル信号20が第4のミ
キサ8に入力される。ここで、ローカル信号の周波数は
RF信号の中心周波数と同じに設定されており、そのた
めRF信号はミキサでベースバンド周波数のIF信号に
周波数変換される。第1のIF信号21と第2のIF信
号22が第1の引き算器9に入力され、第3のIF信号
23と第4のIF信号24が第2の引き算器10に入力
される。
【0011】そして、引き算器9および10はそれぞれ
2つのIF信号の電圧の差として、出力25と26を出
力する。引き算器の出力25および26は復調器11へ
入力される。この復調器11で復調が行われ、復調デー
タがデータ出力端子12から出力される。
【0012】次に、RF信号の振幅変調周波数成分によ
る妨害が抑えられる理由を説明する。第1のミキサ5と
第2のミキサ6に注目すると、両ミキサに入力されるR
F信号の位相は同位相であり、2つのローカル信号すな
わち第1のローカル信号17と第2のローカル信号18
の位相が180度の位相差となっている。このとき両ミ
キサから出力されるIF信号21と22の信号成分のう
ち必要なIF信号成分(RF信号とローカル信号の差の
周波数成分)は互いに180度の位相差をもっている。
しかし、ベースバンドに発生する振幅変調周波数成分の
位相は両者で同位相となる。そこで、引き算器9で2つ
のIF信号の電圧の差をとると、振幅変調周波数成分は
キャンセルされる。このとき、必要なIF成分(RF信
号とローカル信号の差の周波数成分)は加算されるため
キャンセルされることはない。
【0013】第3のミキサ7と第4のミキサ8について
も、上記と同様の動作が行われている。つまり、第3の
IF信号24と第4のIF信号25を引き算器10で振
幅の差をとることにより振幅変調周波数成分がキャンセ
ルされる。
【0014】なお、本実施例で用いた移相分配器は、た
とえば図5に示す構成により実現できる。図5において
101は90度移相分配器、102はバラン変成器であ
る。このような構成により入力信号をそれぞれ、0度、
180度、90度、270度の位相をもった4つの信号
に分配できる。
【0015】(実施例2)図2は本発明の実施例2の直
接変換受信機を示すブロック図である。図2において、
31は移相分配器、32は移相分配器、33は移相分配
器31の第1の出力、34は移相分配器31の第2の出
力、35は第1のローカル信号、36は第2のローカル
信号である。また、実施例1と同じ構成要素については
同じ番号を表記している。
【0016】本実施例と実施例1との違いは、RF信号
とローカル信号の入力の方法にある。本実施例において
は、RF信号入力端子1に入力されたRF信号は移相分
配器31により互いに位相差が90度の二つの出力33
および34に分配される。1方、ローカル信号入力端子
2への入力は移相分配器32により互いに位相差180
度の第1のローカル信号35および第2のローカル信号
36に分配される。移相分配器31の第1の出力は第1
のミキサ5および第2のミキサ6に入力され、移相分配
器31の第2の出力は第3のミキサ7および第4のミキ
サ8に入力される。また、第1のローカル信号35は、
第1のミキサ5および第3のミキサ7に入力され、第2
のローカル信号36は、第2のミキサ6および第4のミ
キサ8に入力される。
【0017】ここでも、第1のミキサ5と第2のミキサ
6に入力される各RF信号とIF信号の位相関係をみる
と、上述の実施例1の場合と同様となっていることがわ
かる。これにより振幅変調周波数成分をキャンセルする
ことができる。第3のミキサ7と第4のミキサ8につい
ても同様に動作するにので振幅変調周波数成分がキャン
セルされる。
【0018】本実施例の構成とする利点は、2出力の移
相分配器で構成できることである。つまり、移相分配器
31は位相差90度の2信号出力であり、移相分配器3
2は位相差180度の2信号出力である。実施例1の場
合には4出力の位相分配器が必要であったが、本実施例
では、このように簡単な分配器により構成できるという
利点がある。また、移相、分配の機能を2つの分配器に
分けて持たせることができるので位相および振幅の精度
を上げることができる。
【0019】なお、本実施例でRF信号側の移相分配器
31を位相差180度の出力とし、ローカル信号側の移
相分配器32を位相差90度の出力としても構成が可能
である。この場合、移相分配器31の第1の出力は第1
のミキサ5および第3のミキサ7に入力され、移相分配
器31の第2の出力は第2のミキサ6および第4のミキ
サ8に入力される。そして、第1のローカル信号35
は、第1のミキサ5および第2のミキサ6に入力され、
第2のローカル信号36は、第3のミキサ7および第4
のミキサ8に入力されることにより同様の効果を得るこ
とができる。
【0020】(実施例3)図3は本発明の実施例3の直
接変換受信機を示すブロック図である。図3において、
41は1st.ローカル信号入力端子、42は2nd.
ローカル信号入力端子、43は第1のミキサ、44は第
2のミキサ、45は第3のミキサ、46は第4のミキ
サ、47は第5のミキサ、48は分配器3の第1の出
力、49は分配器3の第2の出力、50は分配器3の第
3の出力、51は分配器3の第4の出力、52は第1の
ローカル信号、53は第2のローカル信号、54は第3
のローカル信号、55は第4のローカル信号、56は第
1の2nd.IF信号、57は第2の2nd.IF信
号、58は第3の2nd.IF信号、59は第4の2n
d.IF信号、60は1st.IF信号である。また、
実施例1と同じ構成要素については同じ番号を表記して
いる。
【0021】本実施例と実施例1および実施例2との大
きな違いは、第1のミキサ43を追加したことにある。
本実施例ではRF信号入力端子1に入力されたRF信号
は、第1のミキサ43で1st.ローカル信号入力端子
41へ入力されたローカル信号とミキシングされる。こ
こで、ローカル信号の周波数はRF信号より高い周波数
かまたは低い周波数に設定される。第1のミキサ43よ
り出力される1st.IF信号60には、上記のRF信
号とIF信号の周波数の差の周波数成分が含まれてい
る。これにより希望信号の周波数を低い周波数の変換し
ている。以降の処理は実施例1とほぼ同様である。つま
り、1st.IF信号60が分配器3により4分配さ
れ、分配器の出力48、49、50、51はそれぞれ第
2、第3、第4および第5のミキサ44、45、46、
47に入力される。一方、2nd.ローカル信号入力端
子42へ入力されたローカル信号は移相分配器4で位相
の異なった4つの信号つまり第1、第2、第3および第
4の2nd.ローカル信号52、53、54、55に分
配される。これらはそれぞれ第2、第3、第4、第5の
ミキサ44、45、46、47に入力される。ここで、
第2、第3、第4の2nd.ローカル信号の位相は第1
のローカル信号の位相に対して位相差がそれぞれ180
度、90度、270度に設定されている。そして、第1
および第2の2nd.IF信号56、57の電圧の差が
第1の引き算器9から出力され、第3および第4の2n
d.IF信号58、59の電圧の差が第2の引き算器9
から出力され、第1および第2の引き算器の出力26お
よび27は復調器11に入力される。
【0022】本実施例では、上記のように第1のミキサ
により、予め周波数変換を行い、希望信号の周波数を低
くしていることが特徴である。本実施例では、各ミキサ
で生じるひずみ特性が同じ場合に最大の効果を得ること
ができる。しかし、RF信号の周波数は、数GHzない
しは数百MHzといった高周波帯であるため、各ミキサ
のひずみ特性にばらつきが生じてしまう。また、移相分
配器の各出力の位相差および振幅も正確に設定されてい
る必要があるが、上記のような高い周波数では誤差が大
きくなってしまう。この場合、十分な振幅変調周波数成
分のキャンセルが出来ないことになる。しかし、数MH
zまたは数百kHzといった比較的低い周波数ではミキ
サの特性を揃えやすく、また移相分配器も正確に設定す
ることが比較的容易である。そこで、本実施例のよう
に、予め希望波を低い周波数に変換してから直接変換を
行うことにより妨害となる振幅変調周波数成分のキャン
セル量を大きくすることが出来る。
【0023】(実施例4)図4は本発明の実施例4の直
接変換受信機を示すブロック図である。図4において、
71は移相分配器、72は第1のミキサ、73は第1の
1st.IF信号、74は第2の1st.IF信号、7
5は第1のローカル信号、76は第2のローカル信号で
ある。また、実施例1および3と同じ構成要素について
は同じ番号を表記している。
【0024】本実施例と実施例3との違いは、第1のミ
キサ72がバランス型のIF信号を出力することであ
る。このため、2nd.ローカル信号の移相分配器71
は位相差90度の2分配構成とする事が出来る。ただ
し、第1の1st.IF信号73は第2および第4のミ
キサ44、46に、また第2の1st.IF信号74は
第3および第5のミキサ45、47に入力され、さらに
第1のローカル信号75は第2および第3のミキサ4
4、45に、また第2のローカル信号76は第4および
第5のミキサ46、47に入力されている。
【0025】バランス型のIF信号出力を得るために
は、たとえば図6に示す回路で実現出来る。つまり、ト
ランジスタのベースにRF信号とローカル信号が入力さ
れ、コレクタとエミッタから2つのIF信号がそれぞれ
出力される。ここで、コレクタ電源とコレクタとの間に
抵抗R1が挿入され、エミッタとグランドの間に抵抗R
2が挿入されている。そして、R1およびR2の抵抗値
を適当に選ぶことにより、互いに位相が反転して同振幅
の2つのIF信号を得ることが出来る。このようにIF
信号がバランス出力型のミキサを用いることにより分配
器が不要になり、移相分配器75も2出力でよいため、
回路規模を大幅に小さくすることが出来る。
【0026】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
直接変換受信機によれば、次の効果が得られる。
【0027】2つのミキサに互いに位相差180度のロ
ーカル信号をそれぞれ入力し、それぞれのIF出力信号
の差をとることにより2つのミキサでベースバンド周波
数帯に生じた振幅変調周波数成分をキャンセルできる。
【0028】また、RF信号が移相分配器により位相差
が90度の二つの出力に分配され、ローカル信号入力が
移相分配器により互いに位相差180度の第1、第2の
ローカル信号に分配され、移相分配器の第1の出力は第
1、第2のミキサに入力され、移相分配器の第2の出力
は第3、第4のミキサに入力され、第1のローカル信号
は、第1、第3のミキサに入力され、第2のローカル信
号は、第2、第4のミキサに入力されることにより、2
信号出力の移相分配器で回路を構成でき、回路規模を小
さくできる。また、移相、分配の機能を2つの分配器に
分けて持たせることができるので位相および振幅の設定
精度を上げることができる。
【0029】また、ミキサをさらに1つ追加し、予めR
F信号の周波数変換を行い、希望信号の周波数を低して
から直接変換を行い復調することにより、ミキサの特性
を揃えやすく、また移相分配器も正確に構成できるので
妨害となる振幅変調周波数成分のキャンセル量を大きく
することができる。
【0030】また、IF信号がバランス出力型のミキサ
を用いることにより分配器が不要になり、移相分配器も
2出力構成でよいため、回路規模を大幅に小さくするこ
とが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の直接変換受信機を示すブロ
ック図
【図2】本発明の実施例2の直接変換受信機を示すブロ
ック図
【図3】本発明の実施例3の直接変換受信機を示すブロ
ック図
【図4】本発明の実施例4の直接変換受信機を示すブロ
ック図
【図5】同受信機の移相分5配器の回路図
【図6】同受信機のバランス型IF信号出力のミキサの
回路図
【図7】従来の直接変換受信機の構成を示すブロック図
【符号の説明】
1 RF信号入力端子 2 ローカル信号入力端子 3、31 分配器 4、32、71 移相分配器 5、43、72 ミキサ 6、44 第2のミキサ 7、45 第3のミキサ 8、46 第4のミキサ 9 第1の引き算器 10 第2の引き算器 11 復調器 12 データ出力端子 13、48 分配器3の第1の出力 14、49 分配器3の第2の出力 15、50 分配器3の第3の出力 16、51 分配器3の第4の出力 17、35、52、75 第1のローカル信号 18、36、53、76 第2のローカル信号 19、54 第3のローカル信号 20、55 第4のローカル信号 21 第1のIF信号 22 第2のIF信号 23 第3のIF信号 24 第4のIF信号 25 引き算器9の出力 26 引き算器10の出力 33 分配器31の第1の出力 34 分配器31の第2の出力 41 1st.ローカル信号入力端子 42 2nd.ローカル信号入力端子 47 第5のミキサ 56 第1の2nd.IF信号 57 第2の2nd.IF信号 58 第3の2nd.IF信号 59 第4の2nd.IF信号 60 1st.IF信号 73 第1の1st.IF信号 74 第2の1st.IF信号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】RF信号を4分配する分配器と、前記分配
    器の第1の出力と第1のローカル信号を入力する第1の
    ミキサと、前記分配器の第2の出力と第2のローカル信
    号を入力する第2のミキサと、前記分配器の第3の出力
    と第3のローカル信号を入力する第3のミキサと、前記
    分配器の第4の出力と第4のローカル信号を入力する第
    4のミキサと、前記第1のミキサのIF信号と前記第2
    のミキサのIF信号の電圧の差を出力する第1の引き算
    器と、前記第3のミキサのIF信号と前記第4のミキサ
    のIF信号の電圧の差を出力する第2の引き算器と、前
    記第1の引き算器の出力と前記第2の引き算器の出力を
    入力する復調器を備え、前記第2、第3および第4のロ
    ーカル信号の位相が前記第1のローカル信号の位相に対
    してそれぞれ180度、90度および270度である直
    接変換受信機。
  2. 【請求項2】RF信号を位相差90度で2分配する分配
    器と、前記分配器の第1の出力と第1のローカル信号を
    入力する第1のミキサと、前記分配器の第1の出力と第
    2のローカル信号を入力する第2のミキサと、前記分配
    器の第2の出力と前記第1のローカル信号を入力する第
    3のミキサと、前記分配器の第2の出力と前記第2のロ
    ーカル信号を入力する第4のミキサと、前記第1のミキ
    サのIF信号と前記第2のミキサのIF信号の電圧の差
    を出力する第1の引き算器と、前記第3のミキサのIF
    信号と前記第4のミキサのIF信号の電圧の差を出力す
    る第2の引き算器と、前記第1の引き算器の出力と前記
    第2の引き算器の出力を入力する復調器を備え、前記第
    1および第2のローカル信号の位相差が180度である
    直接変換受信機。
  3. 【請求項3】RF信号と1st.ローカル信号を入力す
    る第一のミキサと、前記第1のミキサのIF信号を4分
    配する分配器と、前記分配器の第1の出力と第1の2n
    d.ローカル信号を入力する第2のミキサと、前記分配
    器の第2の出力と第2の2nd.ローカル信号を入力す
    る第3のミキサと、前記分配器の第3の出力と第3の2
    nd.ローカル信号を入力する第4のミキサと、前記分
    配器の第4の出力と第4の2nd.ローカル信号を入力
    する第5のミキサと、前記第2のミキサのIF信号と前
    記第3のミキサのIF信号の電圧の差を出力する第1の
    引き算器と、前記第4のミキサのIF信号と前記第5の
    ミキサのIF信号の電圧の差を出力する第2の引き算器
    と、前記第1の引き算器の出力と前記第2の引き算器の
    出力を入力する復調器を備え、前記第2、第3および第
    4の2nd.ローカル信号の位相が前記第1のローカル
    信号の位相に対してそれぞれ180度、90度および2
    70度である直接変換受信機。
  4. 【請求項4】RF信号と1st.ローカル信号を入力
    し、互いに位相反転した第1および第2の1st.IF
    信号を出力する第1のミキサと、前記第1の1st.I
    F信号と第1の2nd.ローカル信号を入力する第2の
    ミキサと、前記第2の1st.IF信号と前記第1の2
    nd.ローカル信号を入力する第3のミキサと、前記第
    1の1st.IF信号と前記第2の2nd.ローカル信
    号を入力する第4のミキサと、前記第2の1st.IF
    信号と前記第2の2nd.ローカル信号を入力する第5
    のミキサと、前記第2のミキサのIF信号と前記第3の
    ミキサのIF信号の電圧の差を出力する第1の引き算器
    と、前記第4のミキサのIF信号と前記第5のミキサの
    IF信号の電圧の差を出力する第2の引き算器と、前記
    第1の引き算器の出力と前記第2の引き算器の出力を入
    力する復調器を備え、前記第2、第3および第4の2n
    d.ローカル信号の位相が前記第1のローカル信号の位
    相に対してそれぞれ180度、90度および270度で
    ある直接変換受信機。
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