KR830000076B1 - Noise cancellation circuit - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
제1도는 본 발명 잡음 제거 회로의 부분 회로도.1 is a partial circuit diagram of the noise canceling circuit of the present invention.
제2도는 사이드록 상태를 저지하는 본 발명 실시예의 부분 회로도.2 is a partial circuit diagram of an embodiment of the present invention preventing a sidelock condition.
제3a 및 제3b도는 본 발명 능동필터의 두 콘덴서를 포함하는 집적 회로의 단면도.3A and 3B are cross-sectional views of an integrated circuit including two capacitors of the active filter of the present invention.
제4a 및 제4b도는 제3a 및 제3b 집적회로의 평면도.4A and 4B are plan views of 3A and 3B integrated circuits.
제5도는 제1도 잡음 제거 회로의 입력에서의 수평동기 신호 파형을 도시한 것.5 shows the horizontal synchronous signal waveform at the input of the FIG. 1 noise canceling circuit.
제6도 및 제7도는 제1도 및 제2도에 도시된 본 발명 실시예에 의한 잡음 제거를 설명하는 파형을 도시한것.6 and 7 show waveforms illustrating noise cancellation according to the embodiment of the invention shown in FIGS. 1 and 2.
제8도는 본 발명 능동필터에 의해서 제공되는 폭이 변화된 동기 펄스를 도시한 것.8 shows a synchronous pulse of varying width provided by the active filter of the present invention.
제9도 및 제10도는 사이드록 상태로 되는 파형을 도시한 것.9 and 10 show waveforms in a sidelock state.
제11도 및 제12도는 제2도 실시예의 작동을 묘사하는 파형을 도시한 것.11 and 12 illustrate waveforms depicting operation of the FIG. 2 embodiment.
본 발명은 잡음 제거 회로에 관한 것으로서, 특히, 합성 비데오 신호의 동기신호 성분의 상승시간을 유지하는 동한 합성 비데오 신호에 포함되는 임펄스 잡음을 제거하는 잡음 반전기와 능동 필터의 조합에 관한 것이다. 잡음 반전기의 임계치는 잡음 제거된 비데오 신호의 레벨 변동에 응답하여 변한다. 회로가 집적 회로 형태로 구성될때 신규 능동필터의 이용으로 가격면 및 기능면에서 여러가지 이점을 제공한다.BACKGROUND OF THE
텔레비젼 전송 표준 방식에 따르면, 합성 비데오 신호는 텔레비젼 수상기에서 수상관과 연합되는 동기 주사회로 및 텔레비젼 방송국에서 영상 검출장치와 연합되는 주사회로를 위하여 주기적으로 발생되는 수평 및 수직동기 펄스를 포함한다. 합성 비데오 신호에 있어서, 모든 수평 및 수직 동기 펄스는 기준 레벨과 사실상 동일한 진폭을 가지며, 기준 레벨은 특별한 휘도상태(예를들어, 임의의 흑 레벨)에 의하여 제한된다. 기준 흑레벨가까이에서 시작하고 동기 펄스를 포함하는 범위내에서만 신호에 단지 응답하도록 텔레비젼 수상기는 비데오 신호의 기준 또는 흑레벨과 동기 펄스의 팁을 분리시킬 수 있는 동기 신호 분리 회로를 포함한다. 자주, 원하지 않는 임펄스 잡음은 합성 비데오 신호내에 나타나며, 그러한 잡음은 동기 펄스 팁 레벨과는 차이가 있는 레벨로 나타난다. 그러한 진폭의 임펄스 잡음은 동기 회로의 스퓨리어스 동작을 일으키기도 하며, "임펄스 잡음 셋업(set-up)"으로 알려져 있는 동기 분리기 회로내의 상태를 제공하기도 한다.According to the television transmission standard scheme, the composite video signal includes synchronous scanning circuits associated with the picture tube in a television receiver and horizontal and vertical synchronization pulses periodically generated for the scanning circuits associated with an image detection device in a television station. In a composite video signal, all horizontal and vertical sync pulses have substantially the same amplitude as the reference level, and the reference level is limited by a particular luminance state (e.g., any black level). The television receiver includes a sync signal separation circuit capable of separating the reference or black level of the video signal and the tip of the sync pulse so that it starts at close to the reference black level and only responds to the signal within a range containing the sync pulse. Frequently, unwanted impulse noise appears in the synthesized video signal, and such noise appears at a level that differs from the sync pulse tip level. Such amplitude impulse noise may cause spurious operation of the synchronous circuit, and may also provide a state within the synchronous separator circuit, known as " impulse noise set-up. &Quot;
종래의 동기 분리기 회로는 동기분리기의 잡음 셋업을 방지하도록 잡음저지회로를 포함하고 있다. 전형적인 잡음 제지 회로는 동기 팁레벨 바로위의 레벨로 임펄스 잡음을 자른다. 이러한 기술은 합성 비데오 신호로 부터의 큰 진폭잡음 펄스를 효과적으로 제거하지만, 잘라진 잡음 펄스는 동기 분리기에 인가되어 지므로 동기 펄스로 바꾸어질 가능성이 있다.Conventional synchronous separator circuits include noise suppression circuitry to prevent noise setup of the synchronous separator. A typical noise suppression circuit cuts impulse noise to a level just above the sync tip level. This technique effectively removes the large amplitude noise pulses from the composite video signal, but the truncated noise pulses are applied to the synchronous separators and are therefore likely to be converted to sync pulses.
개량된 잡음 저지 회로는 합성 비데오 신호내의 잡음 펄스를 반전시키는 잡음 반전회로를 포함한다. 그러한 잡음 반전 회로는 임펄스 잡음의 검출 및 반전된 잡음펄스의 발생을 직류 임계치 또는 교류 임계치를 이용한다. 반전된 잡음 펄스는 임펄스 잡음을 제거하기 위해서 합성 비데오 신호와 가산적으로 결합되어진다. 임펄스 잡음의 입상부의 제거를 확실하게 하기위해서, 합성 비데오 신호가 반전된 잡음 펄스와 결합되기전 잡음펄스를 펼치는 것이 바람직하다. 또한 잡음 펄스의 입하 부분이 제거되어질 수 있도록 반전된 잡음펄스를 펼치는 것이 바람직하다. 그러나, 비데오 신호의 지연으로서 합성 비데오 신호내의 대역폭이 감소된 동기 펄스의 축소가 초래될 수 있으며, 이러한 것으로서, 동기펄스의 펄스폭이 현저하게 감소될 수 있다. 동기펄스의 과다지연으로 지나치게 폭이 축소된 신호가 동기 분리기의 입력에 나타나므로서, 정상 펄스폭 보다 적은 동기 펄스가 발생되게 된다.The improved noise canceling circuit includes a noise inverting circuit that inverts the noise pulses in the composite video signal. Such a noise inversion circuit uses a direct current threshold or an alternating current threshold for the detection of impulse noise and the generation of inverted noise pulses. The inverted noise pulses are additively combined with the composite video signal to remove impulse noise. In order to ensure the elimination of the granularity of the impulse noise, it is desirable to spread the noise pulse before the synthesized video signal is combined with the inverted noise pulse. It is also desirable to spread the inverted noise pulse so that the incoming portion of the noise pulse can be removed. However, as a delay of the video signal, a reduction in the bandwidth of the sync pulse in which the bandwidth of the synthesized video signal is reduced can be caused, and as such, the pulse width of the sync pulse can be significantly reduced. An excessively narrowed signal due to the excessive delay of the sync pulse appears at the input of the sync separator, so that a sync pulse less than the normal pulse width is generated.
본 발명의 실시예에 따라서, 직류 임계치 잡음 반전기는 소정의 임계치 레벨을 초과하는 합성비데오 신호내의 임펄스 잡음을 반전시키는데 이용된다. 교류임계치 회로는 진폭이 큰 잡음이 인가될때 검출임계치가 바람직하지 않게 증가하게 되므로, 직류 임계치 잡음 반전기가 이용된다. 더욱, 교류 임계치 회로는 집적회로로 구성되는데 있어서 제한을 주는 부품을 필요로 하므로 좋지 못하다.In accordance with an embodiment of the present invention, a DC threshold noise inverter is used to invert the impulse noise in the composite video signal above a predetermined threshold level. Since the AC threshold circuit undesirably increases the detection threshold when noise with a large amplitude is applied, a DC threshold noise inverter is used. Moreover, alternating current threshold circuits are not good because they require restrictive components in being integrated circuits.
합성 비데오 신호는 능등 필터에 또한 공급되며, 공급된 비데오 신호는 이 필터로서 지연되며, 능동 필터에 의해서 지연된 신호와 잡음 반전기 로서 제공되는 잡음 펄스가 결합된다. 그러므로, 필터의 출력단에는 잡음 제거된 합성 비데오 신호가 제공되어진다.The synthesized video signal is also supplied to the ridge filter, and the supplied video signal is delayed as this filter, which combines the delayed signal by the active filter with the noise pulse provided as the noise inverter. Therefore, at the output of the filter, a noise canceled composite video signal is provided.
필터는 동기 신호 성분의 입상부의 천이 시간을 증가시키기 위해서 궤한 장치를 포함하며, 적당한 주기의 동기 및 등화 펄스는 동기 분리기에 의한 검출 및 분리를 확실히 가능하게 하고 비행기 굉음에 의한 비데오 신호 진폭 변동이 기인한 분리된 동기신호의 위상 변조를 최소로 되게 한다. 능동 필터는 또한 임펄스 잡음의 입하 부분의 제거를 위해서 반전된 잡음펄스를 효과적으로 펼치는 잡음 반전기와 결합된다.The filter includes a locker device to increase the transition time of the granularity of the sync signal component, and the proper period of sync and equalization pulses ensures the detection and separation by the sync separator and is caused by the variation of the video signal amplitude due to the plane roar. Minimize the phase modulation of one separate sync signal. The active filter is also combined with a noise inverter that effectively spreads the inverted noise pulse to remove the incoming portion of the impulse noise.
직류 임계치 잡음 반전기의 이용으로 "사이드 록"으로 알려진 잘못된 동작 상태가 주어질 수 있다. 이러한 상태는 동기 펄스의 팁이 잡음 반전기의 임계치를 초과하는 정도로 합성 비데오 신호의 진폭이 증가 할때 일어난다. 이럴경우, 동기펄스는 잡음 반전기에 의해서 잡음 펄스로 간주될 수 있으므로, 반전되어질 수 있고, 따라서, 능동 필터의 출력단에서 동기 펄스의 제거가 일어날 수 있게된다. 수평 동기 펄스에 있어서, 결과로서 생기는 합성 비데오 신호는 수평 동기 기간의 프론트 및 백포치에서 상쇄된 수평동기 펄스의 양측에 동기 펄스를 갖는 것이 나타난다. 이러한 두개의 불요 동기 펄스는 동기 분리기에 의해서 분리되어지며, 수평발진 신호로서 위상 고정 회로에 인가되게 된다.The use of a DC threshold noise inverter can give a false operating state known as "side lock." This condition occurs when the amplitude of the synthesized video signal increases such that the tip of the sync pulse exceeds the threshold of the noise inverter. In this case, the sync pulse can be regarded as a noise pulse by the noise inverter and thus can be inverted, so that the removal of the sync pulse can occur at the output of the active filter. In the horizontal sync pulse, the resulting composite video signal appears to have sync pulses on both sides of the horizontal sync pulse canceled at the front and back porches of the horizontal sync period. These two unnecessary sync pulses are separated by a synchronous separator and applied to the phase lock circuit as a horizontal oscillation signal.
사이드 록의 문제점에 대한 하나의 해결책으로서, 합성 비데오 신호의 진폭을 감쇄시키므로서 동기 팁이 잡음 반전기 임계치에 도달된 가능성을 배제시킨다. 그러나, 이렇게 비데오 신호레벨을 줄이게 되면 신호대 잡음비가 나빠지게 되며, 또한 임펄스 잡음 제거의 정도가 저하된다. 두번째 해결책으로서, AGC시스템의 속도를 증가시킬 경우, 넓은 수직 펄스가 AGC회로에 의해서 샘플링 되어질때 AGC회로는 수직기간동안저레벨로 비데오 신호를 복귀시킨다.One solution to the problem of side lock is to attenuate the amplitude of the synthesized video signal, thereby eliminating the possibility that the sync tip has reached the noise inverter threshold. However, if the video signal level is reduced in this manner, the signal-to-noise ratio worsens, and the degree of impulse noise cancellation is reduced. As a second solution, when increasing the speed of the AGC system, the AGC circuit returns the video signal to a low level during the vertical period when a wide vertical pulse is sampled by the AGC circuit.
그러나, AGC시스템의 속도가 증가하면, "AGC잡음 셋업"으로 알려진 상태인, 비데오 신호에 포함된 임펄스 잡음에 응답하여 AGC제어 전압을 발생시키는 AGC회로의 반응감도를 증가시킨다.However, increasing the speed of the AGC system increases the sensitivity of the AGC circuit to generate an AGC control voltage in response to the impulse noise contained in the video signal, a condition known as "AGC noise setup."
부수적으로, 사이드 록 상태는 능동필터 출력에서의 비데오 신호 레벨에 응답하여 잡음 반전기의 직류 임계치 레벨을 변화시키므로서 억제될 수 있다. 비데오 신호 레벨이 잡음 반전기의 임계치에 접근 할때는 언제든지, 지연되고 잡음 제거된 비데오 신호의 레벨을 감지하여 비데오 신호레벨이 잡음 반전기 임계치에 접근 할때는 언제든지, 직류 임계치를 변화시키므로서 잡음 반전기를 비동작 생태로 되게한다.Incidentally, the side lock condition can be suppressed by changing the DC threshold level of the noise inverter in response to the video signal level at the active filter output. Deactivate the noise inverter by changing the DC threshold whenever the video signal level approaches the noise inverter threshold, and whenever the video signal level approaches the noise inverter threshold, detecting the level of the delayed and noise canceled video signal. To be ecological.
비데오 신호 레벨이 정상적인 신호레벨일 경우에, 잡음 반전기는 동작상태로 유지되므로 비데오 신호내에 포함되는 임펄스 잡음은 능동 필터의 출력에서 상쇄된다.When the video signal level is at a normal signal level, the noise inverter is kept in operation so that the impulse noise included in the video signal is canceled at the output of the active filter.
본 발명의 잡음 반전기 및 능동필터는 쉽게 집적회로로 구성될 수 있다. 직류 임계치 잡음 반전기는 용량성 소자를 필요로 하지 않고 완전히 트랜지스터, 저항 및 다이오드로서 구성되어질 수 있다. 능동 필터는 두개의 콘덴서를 필요로 하지만 이러한 소자의 용량값은 극의 적으므로 집적 회로 칩상의 반도체 물질의 접합용량을 이용하는 이러한 구성을 가능하게 한다.The noise inverter and the active filter of the present invention can be easily configured as an integrated circuit. The DC threshold noise inverter does not require capacitive elements and can be configured completely as transistors, resistors and diodes. Active filters require two capacitors, but the capacitance values of these devices are extremely low, enabling this configuration to exploit the junction capacitance of semiconductor materials on integrated circuit chips.
더욱, 궤환용 콘덴서는 낮은 브레이크 전위의 N+P+반도체 접합을 이용하여 구성되어질 수 있다. N+P+콘덴서는 집적 회로칩상의 단위면적당 높은 용량을 제공하는 유리한 점이 있으며, 또한 제조시 용량값의 오차를 적게 할 수 있다.Further, the feedback capacitor can be constructed using a low break potential N + P + semiconductor junction. N + P + capacitor has the advantage of providing a high capacity per unit area on the integrated circuit chip, and also can reduce the error of the capacity value during manufacturing.
궤환용 콘덴서는 능동필터에 의해서 임펄스 잡음에 대한 저역 필터 소자로서 작용하여, 이 콘덴서를 통하여 궤환이 제공되므로서, 비데오 신호에서 동기 펄스의 입상부의 천이시간이 증가되어 진다.The feedback capacitor acts as a low pass filter element against impulse noise by the active filter, so that feedback is provided through this capacitor, thereby increasing the transition time of the standing portion of the sync pulse in the video signal.
도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하겠다. 제1도에서, 부로 향하는 합성비데오 신호는 비데오 증폭기(4)로 부터 잡음 반전기(30) 및 능동 필터(50)의 입력에 바이어스 전위를 공급한다. 비데오 신호는 저항(112)을 통하여 잡음 반전기 트랜지스터 (102)의 베이스에 공급된다. 잡음 반전기 트랜지스터(102,104)는 비데오 신흐안의 잡음 펄스를 검출하는 차동 증폭기를 포함한다. 트랜지스터(102)의 베이스는 제서 다이오드(116)로 인하여 과전압이 방지된다. 제너 다이오드(116)의 캐소드는 저항(112) 및 트랜지스터(102)의 베이스간의 접합에 연결되며, 에노드는 기준전위원(접지)에 연결된다. 트랜지스터(102)의 콜렉터에 연결된다. 차동 증폭기를 위한 정전류는 트랜지스터(106)에 의하여 공급된다. 이 트랜지스터(106)의 에미터 전극은 접지되며, 베이스 전극은 Vbe 공급원(80)에 연결된다.The present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, the negatively directed composite video signal supplies a bias potential from the
Vbe 공급원(80)은 트랜지스터(108,110) 및 저항(118,126)으로 구성되어 잡음 반전기(30) 및 능동 필터(50)에 Vbe전압을 공급한다.The
트랜지스터(110)는 접지되는 에미터 전극과 트랜지스터(108)의 베이스 및 저항(126)을 통하여 B+에 접속되는 콜렉터 전극을 갖는다. 트랜지스터(108)의 콜렉터 전극은 B+전원에 접속되며, 에미터 전극은 트랜지스터(110)의 베이스에 접속되고 또한 저항(118)을 통하여 접지된다. 이러한 구성으로, 제1 Vbe전압(약 650밀리볼트)은 트랜지스터(110)의 베이스에 인가되며, 제2 Vbe 전압(약 1.3볼트)은 트랜지스터(108)의 베이스에 인가된다.Transistor 110 has an emitter electrode that is grounded and a collector electrode that is connected to B + through the base and
Vbe공급원(80)은 제1 Vbe전압을 전류원 트랜지스터(106,140)의 베이스에 공급하며, 잡음 반전용 차동 증폭기에 필요한 제2 Vbe 기준 전압을 트랜지스터(104)의 베이스에 공급한다.The
차동 증폭기 트랜지스터(104)의 콜렉터 전극은 트랜지스터(120)의 베이스 및 바이어스 저항(122)에 접속된다. 저항(122)은 다이오드(124)의 캐소드에 연결되며, 다이오드(124)의 에노드는 B+전원에 접속된다. 다이오드(124)는 B+전원 레벨아래의 적어도 제1 Vbe레벨로 트랜지스터(120)의 베이스 전압을 제한한다.The collector electrode of the
트랜지스터(120)는 에미터 전극이 저항(128)을 통하여 B+전원에 접속되는 PNP트랜지스터이다. 반전된 잡음 펄스는 트랜지스터(120)의 콜렉터에 제공되며, 트랜지스터(132)의 베이스 및 저항(54)의 접합인 접속점(60)에 공급된다.
합성 비데오 신흐는 능동필터(50)의 저항(44,54) 및 콘덴서(48)를 포함하는 저역필터와 저항(42)을 통하여 비데오 증폭기(4)로 부터 접소점(60)에 또한 인가된다. 콘덴서(48)는 접지와 저항(44,54)의 접합사이에 연결된다.Synthetic video synth is also applied from the
폴로워 트랜지스터(132)는 접속점(60)의 베이스 전극에 인가되는 합성 비데오 신흐의 전압레벨을 바꾼다. 트랜지스터(132)의 콜렉터 전극은 접지되며, 에미터 전극은 폴로워 트랜지스터(138)의 베이스에 접속된다. 트랜지스터(132)를 위한 공급전류 및 트랜지스터(138)를 위한 바이어스 전류는 저항(136)을 통하여 공급되며, 이 저항(136)은 트랜지스터(132)의 에미터 및 트랜지스터(138)의 베이스 접속과 전원 B+사이에 연결된다.The
플로워 트랜지스터(138)의 콜렉터 전극은 B+전원에 연결되며, 에미터 전극은 동기 분리기(40) 및 트랜지스터(140)의 콜렉터, 그리고 궤환용 콘덴서(46)에 연결된다. 전류원 트랜지스터(140)의 에미터 전극은 접지되고, 베이스 전극은 Vbe공급원 (80)의 제1 Vbe공급점에 접속되어, 트랜지스터(138)의 에미터에 정전류를 공급한다. 콘덴서(46)는 트랜지스터(138)의 에미터에 나타나는 신흐를 능동필터(50)의 입력 비데오 신호의 통로인 저항(42)과 저항(44)의 접속점에 궤환시킨다.The collector electrode of the
정상 동작시, 비데오 증폭기(4)는 부로 향하는 합성 비데오 신흐를 잡음 반전기 (30)의 저항(112)에 공급한다. 합성 비데오 신흐는 제5도에 도시된 수평 동기 펄스 (300)와 같은 동기 신호 성분을 포함한다. 동기 펄스(300)의 팁은 명목상으로 2.5볼트 레벨이고 동기 펄스는 4.5볼트의 비데오 블랙 레벨 페데스탈상에 나타난다. 수평 동기 펄스 페데스탈은 동기 펄스에 선행하는 프론트 포치(302) 및 동기 펄스에 뒤따르는 백포치(304)를 포함한다. 합성 비데오 신호는 제1도의 차동 증폭용 트랜지스터(102)의 베이스에 인가되며, 여기서 합성 비데오 신흐는 Vbe공급원(80)으로 부터 차동 증폭용 트랜지스터(104)의 베이스에 인가되는 1.3볼트 기준 레벨과 비교된다.In normal operation, the
이러한 잡음 반전기 임계치 레벨은 제5도에서 점선(310)으로 나타나 있다.This noise inverter threshold level is represented by dashed line 310 in FIG.
합성 비데오 신호는 잡음 반전기(30)의 입력에 인가되는 것과 동시에 능동필터 (50)에 인가되며, 저항(42) 및 콘덴서(46) 그리고 저항(44) 및 콘덴서(48)를 포함하는 저역필터에 의해서 지연된다. 지연된 비데오 신호는 잡음 반전기(30)의 출력단인 접속점(60)에 나타난다. 합성 비데오 신호는 제6도의 실선 파형(340)으로 도시된 것과 같은 불필요한 임펄스 잡음을 포함할 수 있다. 능동필터(50)를 통하여 접속점(60)에 공급되는 지연된 비데오 신호는 제6도의 점선(344)으로 도시되어 있다.The composite video signal is applied to the
비데오 신호에 포함된 잡음 펄스(104)가 잡음 반전기 임계치(310)를 초과할때,When the
트랜지스터(102)는 비도전상태로 되어지며, 트랜지스터(104)는 도전상태로 되어진다. 트랜지스터(104)가 도전상태로 경우에 트랜지스터(120)도 또한 도전상태로 되어 트랜지스터(120)의 콜렉터에는 입상하는 반전된 잡음 펄스(346)가 나타나게 된다.The
제6도를 설명하자면, 잡음 펄스가 잡음 반전기 임계치(310)를 지나는 시간 T0에서, 접속점(60)의 지연된 비데오 신흐(344)에 포함되는 동일한 잡음 펄스는 비데오 신흐의 페데스탈 레벨아래 약 0.5볼트의 진폭에 도달된다. 따라서 접속점(60)에서 잡음펄스의 입상 부분은 펄스가 비데오 신흐의 동기 팁레벨(356)에 도달하기전에 상쇄된다. 이렇게 잡음펄스가 상쇄되므로서, 동기분리기(40)에 의해서 잡음 펄스가 동기펄스로 반전되어지는 것이 막아진다.Referring to FIG. 6, at the time T 0 at which the noise pulse passes the noise inverter threshold 310, the same noise pulse included in the delayed
잡음 반전기(30)를 구성하는 트랜지스터(104)는 잡음펄스(342)가 시간 T1에서 반전된 잡음 펄스(346)를 종결시키도록 기대되는 한편, 트랜지스터(120)로 부터의 전류에 의해서 충전된 능동 필터 콘덴서(46,48)는 반전된 잡음펄스(346)를 종결시키기 위해서 방전되어져야 한다. 따라서, 실선(354)으로 도시된 것으로서 반전된 잡음 펄스(346)는 후속시간 T2에서 종결되며, 그후 콘덴서(46,48)는 저항(42)을 통하여 방전된다. 이러한 방법으로, 트랜지스터(120)에 의해서 공급되는 반전된 잡음펄스(346)는 이 펄스가 지연된 비데오 신흐(344) 잡음펄스의 입하부분을 포함하는 기간을 갖도록 효과적으로 펼쳐진다. 이 결과로서, 펼쳐지고 반전된 잡음 펄스(346)는 접속점(60)에 나타나는 지연된 비데오 신흐(344)에 포함되는 잡음펄스의 입상 및 입하 부분을 상쇄시킨다.The
트랜지스터(138)의 에미터로 부터 동기 분리기(40)에 인가되는 증폭되고 잡음 제거된 비데오 신호는 제7도에 도시되어 있다. 파형(352)은 동기 팁레벨을 초과하는 잡음펄스의 일부분을 약 6볼트 레벨로 제거한 것을 나타내고 있다. 단지 동기펄스(350)의 동기 팁 진폭에 비할 수 없는 진폭을 갖는 잡음 펄스의 입상 및 입하부의 약간의 부분이 남아있다.The amplified and noise canceled video signal applied from the emitter of
제5도의 잡음이 포함되지 않은 비데오신흐가 잡음반전기(30) 및 능동 필터 (50)에 공급될때, 잡음 반전기는 동작하지 않으며, 따라서 신호는 잡음 반전기 임계치를 초과하지 않는다.When the video synthesizer that does not include the noise of FIG. 5 is supplied to the
그러나, 두 입상부를 갖는 동기 펄스(320)를 도시한 제8도에 대한 설명으로서, 능동 필터(50)는 비데오 신호를 지연시키는 작용을 한다. 입상부(322-322')는 저항 (44) 및 콘덴서(48)를 포함하는 저역필터에 의해서 지연되는 동기 펄스를 나타내며, 입상부(322-322')는 궤환용 콘덴서(46)의 효과가 고려되어질때 같은 파형을 나타낸다.However, as a description of FIG. 8 showing the
동기펄스가 처음에 능동필터(50)에 인가될때, 저항(42) 및 콘덴서(46)는 제8도에서 입상부(324)로 도시된 펄스의 입상부(322)를 지연시키기 위한 저역 필터로서 작용한다. 입상부가 동기 팁 레벨쪽으로 감소되기 시작할때, 신호는 지역필터(44,48) 및 저항(54)을 통하여 트랜지스터(132) 및 트랜지스터(138)에 인가되며, 여기서 저임피던스 출력신호가 트랜지스터의 에미터에 공급된다. 저임피던스 출력신호는 궤환 콘덴서(46)를 통하여 능동필터(50)의 비데오 신호 입력이 결합된다. 궤환 콘덴서(46)는 저역필터용 콘덴서로 더이상 작용하지 않고 궤환용 콘덴서로서 임펄스를 보강한다.When a synchronous pulse is first applied to the
저항(42,44)의 접속점에 궤환되는 신호는 파형(324')으로 도시된 것과 같이 동기 팁 레벨에 도달되는 입상부에 요구되는 시간을 감소시키는 작용을 한다. 그러므로, 동기 펄스는 기간 T2동안 동기 팁 레벨로 있게되는데, 기간 T2는 단독으로 작용하는 저역필터(44,48)에 의해서 제공되는 동기 팁 기간 T1보다 길지 않다. 동기 팁의 기간은 "동기신호 분리회로"라는 명칭의 미합중국특허출원 제934,821호에 나타나 있는 것과 같은 피크 검출동기 분리기를 사용할때는 중요한 것으로 된다. 왜냐하면, 긴시간의 동기 팁 기간은 분리된 동기 펄스의 폭을 결정하기 때문이다. 적당한 비월주사를 위하여 타이밍 신호를 공급하는 수직편향 시스템의 수직적분기와 같은 연속 신호 처리회로의 정확한 동작을 확실하게 할 수 있도록 동기 펄스폭은 유지되어져야만 한다. 더욱, 비데오 신호가 비행기 굉음으로 인하여 진폭이 변동할때 동기펄스폭에서의 변동은 동기분리기 회로에 영향을 주어 바람직하지 않게 위상 편이된 동기 펄스를 초래하게 된다.The signal fed back to the junction of
궤환 신호가 트랜지스터(132)의 에미터에서 유용하게 작용하는 동안, 이러한 신호는 높은 주파수에서 트랜지스터(132)의 고출력인피던스에 기인한 바람직하지 않은 감소된 대역폭(5메가헤르쯔)을 갖는다는 것이 알려져 있다. 트랜지스터(138,140)는 능동필터(50)의 출력인 트랜지스터(138)의 에미터에 대역폭이 넓은 신호를 제공하기 위한 능동필터(50)에 포함된다. 트랜지스터(140)는 능동필터(50)의 출력을 저 임피던스로 유지시켜서 능동필터(50)의 입력(저항(42)와 (44)의 접속점)으로 부터 궤환콘덴서(46)를 통하여 결합되는 잡음이 포함된 비데오 신호를 저지시킨다.While the feedback signal is useful in the emitter of
능동필터(50)의 출력과 입력신호통로 사이에 궤환 콘덴서의 결합은 회로가 집적회로 형태로 구성될때 특별한 이점이 제공된다. 콘덴서(46)는 신호레벨이 변동할 경우에 사실상 동일한 전압 변동이 생기는 두 신호점 사이에 결합되므로서 콘덴서(46)는 저전압 및 고용량성 N+P+반도체 물질을 이용하는 집적회로칩상에 구성되어질 수 있다. 비교를 위해서, 콘덴서(48)는 신호통로와 접지사이에 연결되므로, 브레이크다운을 일으키지 않고, 최데비데오 신호레벨(접지에 대하여 8내지 10볼트)을 견딜수 있어야만 하고 감쇄율이 적은 "포켓" 콘덴서로서 구성되어져야 한다.The coupling of the feedback capacitor between the output of the
제3a도에는 전형적이 집적회로의 포켓콘덴서가 도시되어 있다. 집적회로 소자는 보통 실시콘으로 형성되는 반도체의 몸체(210)를 포함하며, 이 반도체 몸체(210)는 제1도전형의 기판(230) 및 제2도전형의 에피텍셜층(232)을 포함한다. 통상적으로, 기판(230)의 도전형은 P형이고, 에피텍셜층(232)은 N형이다.Figure 3a typically illustrates a pocket capacitor of an integrated circuit. The integrated circuit device includes a
비교적 짙게 도프된 제2도전형의 국부영역 또는 매립된 포켓(216)은 접합부 (202)에 인접되게 기판(230)에 위치된다. 매립된 포켓(216)은 접합부(202)에 약간 떨어져 에피텍셜층(232)안으로 연장된다.A relatively thickly doped localized second region or buried
제3도에 도시된 부가적인 구성은 다음과 같다. 첫째로, 에피텍셜층(232)을 분리된 부분(212,242)으로 나누는 P+형 고립영역(214)이 존재한다. 다음, 접촉영역 (218)을 집적회로의 표면(234)상의 금속 도체(도시되지 않음)와 전기적으로 접촉되도록 매립된 포켓(216)상의 에피텍셜층(232)의 표면(234)에 인접되게 형성한다.The additional configuration shown in FIG. 3 is as follows. First, there is a P +
포켓 콘덴서는 매립된 포켓(216) 및 P+형 고립영역(214)의 접합에 나타나는 전계(220-220')로서 형성된다. 콘덴서의 한 단자는 접촉영역(218)의 표면(234)에 위치되며, 다른 단자는 접지되는 기판(230)에 연결된다.The pocket capacitor is formed as an electric field 220-220 'which appears at the junction of the buried
매립된 포켓(216)과 접촉되는 P+형 고립영역(214)의 캐리어 밀도는 비교적 낮으므로, 콘덴서에 대하여 8내지 10볼트의 비교적 높은 브레이크 다운 전위를 초래하는 포켓 접합을 관통하는 전계(220-220')의 강도 또한 낮게 된다. 따라서, 콘덴서는 브레이크 다운을 일으키지 않고 약 9볼트의 최대 비데오 신호 전위를 저지할 수 있게 된다.Since the carrier density of the P + -
그러나, P+형 고립영역(214)의 낮은 캐리어 밀도는 또한 집적회로의 단위 면적당 비교적 낮은 용량을 주는 원인이 되는 것으로서, 공칭값은 평방 밀당 0.4피코 패러드 정도이다. 따라서, 포켓 콘덴서는 보통 칩의 큰 영역을 필요로 하거나, 낮은 용량값으로 제한되어진다. 더욱, 매립된 포켓(216)에 접촉되어 있는 P+형 고립영역(214)의 균일하지 못한 캐리어밀도 및 매립된 포켓(216)과 P+형 고립영역사이 캐리어 밀도의 비교적 적은 차이는 칩들간의 전계 강도의 조정을 어렵게 한다. 이러한 좋지 못한 인자들이 존재하므로서, 포켓 콘덴서 공차는 대량 제조시 단지±40퍼센트정도로만 유지되어질 수 있다.However, the low carrier density of the P + -
전형적인 N+P+집적회로 콘덴서의 단면도는 제3b도에 도시되어 있다. 이러한 형태의 포켓 콘덴서에 관한 것으로서, N+P+콘덴서는 기판(230) 및 에피텍셜층(232)을 포함하는 반도체 몸체(210)상에 형성되어진다.A cross-sectional view of a typical N + P + integrated circuit capacitor is shown in Figure 3b. In a pocket capacitor of this type, an N + P + capacitor is formed on a
콘덴서는 P+고립영역(214)에 의해서 한정되는 에페텍셜층(232)내의 부분( 252)상에 위치된다. 높은 캐리어 밀도를 갖는 P+형 영역(222)은 에피텍셜층 (232)의 표면에 인접되게 형성되며, 높은 캐리어 밀도의 N+영역(224)은 에피텍셜층 (232)의 표면에 또한 인접한 P+형 영역(222)내에 위치된다.The capacitor is located on the
N+P+콘덴서는 N+영역(224) 및 P+영역(222)의 접합에 부가되는 전계(226-226')에 의해서 형성된다. 콘덴서의 한 단자는 N+영역(224)의 표면에 위치하며, 다른 단자는 P+영역(222)의 접합에 위치된다.The N + P + capacitor is formed by an electric field 226-226 'added to the junction of the N + region 224 and the P + region 222. One terminal of the capacitor is located on the surface of the N + region 224, and the other terminal is located at the junction of the P + region 222.
높은 캐리어 밀도를 갖는 반대 도전형의 N+및 P+영역(224,222)으로 인하여, 두 영역의 접합을 가로지르는 전계(226-226')의 강도는 비교적 높게 된다. 이러한 것은 N+P+콘덴서에 대하여 약 4볼트의 비교적 낮은 브레이크 전위를 초래한다. 따라서, N+P+콘덴서는 브레이크 다운을 일으키지 않고서 접지에 대하여 P볼트의 최대비데오 신호전위를 저지할 수 없게 된다.Due to the opposite conductivity type N + and P + regions 224 and 222 with high carrier density, the strength of the electric fields 226-226 'across the junction of the two regions becomes relatively high. This results in a relatively low brake potential of about 4 volts for the N + P + capacitor. Thus, the N + P + capacitors are unable to block the maximum video signal potential of the P volts relative to ground without causing breakdown.
그러나, N+P+콘덴서는 다른 동작상의 이점이 있다. N+및 P+영역(224,222)의 높은 캐리어 밀도는 평방 밀당 약 1.2피크 패러드의 높은 용량을 제공한다. 더욱, 두 영역은 칩의 표면에 가장 인접해 있는 영역에서 서로간의 직접 접촉되고 또한 높은 반대 캐리어 밀도를 가지고 있으므로, 콘덴서의 공차는 대량 제조시 ±10퍼센트로 유지되어질 수 있다.However, N + P + capacitors have other operational advantages. The high carrier density of the N + and P + regions 224, 222 provides a high capacity of about 1.2 peaks per square mill. Moreover, because the two regions are in direct contact with each other in the region closest to the surface of the chip and also have a high opposite carrier density, the tolerance of the capacitor can be maintained at ± 10 percent in high volume manufacturing.
포켓 및 N+P+콘덴서의 독특한 특징은 제1도의 능동 필터(50)에 유익하게 이용된다. 미합중국특허공보 제3,624,288호에 나타나 있는 지연선로는 저역필터 포켓 콘덴서 또는 MOS 콘덴서를 형성하기 위해서 신호통로로 부터 접지에 연결되는 콘덴서를 가지는 R-C지연 선로이다. 그와같이, 이러한 지연 회로망은 집적회로의 큰 부분을 차지한다. 그러나, 본 발명은 콘덴서(48)에 대해서는 포켓 콘덴서를 이용하며, 궤환용 콘덴서(46)에 대해서는 N+P+콘덴서를 이용한다. 저항(44) 및 포켓 콘덴서(48)는 브레이크 다운을 일으키지 않고 접지에 대하여 P볼트의 최대 비데오 신호 전위를 견딜수 있는 제1 지역 필터를 포함한다. 저항(42) 및 N+P+콘덴서(46)는 단지 4볼트의 브레이크 다운 전위로서 제2 저역 필터를 포함한다.The unique features of the pocket and the N + P + condenser are beneficially used in the
그러나 콘덴서(46)은 신호통로의 두점 사이에 연결된다. 트랜지스터(138)의 에미터에 있어서의 신호는 저항(42,44)의 접속점에서의 신호와 동일하고, 제1 저역필터 및 트랜지스터(132,138)에 의해서 단지 지연되어진다는 것이 제1도로 부터 나타나 있다.However, the
이러한 배치로서, 콘덴서(46)의 브레이크 다운 전위는 어떤 중요한 주기의 시간동안은 초과되지 않게 된다. 제4a 및 4b도로서 어떻게 가장 유리하게 고용량성의 N+P+콘덴서를 이용하는가에 대하여 설명되어진다. 제4a도는 제3a도 포켓 콘덴서의 표면단면이고, 제4b도는 제3b도 N+P+콘덴서의 표면단면을 도시한 것이다. 제4a도 포켓콘덴서의 매립된 포켓(216)은 제4b도 N+P+콘덴서의 에피텍셜층 고립부분(252)과 같은 정도의 면적을 차지하는 것으로 도시되어 있다. 그러나, N+P+콘덴서(46)는 포켓콘덴서(48)의 3배 정도 용량(30피코 패러드에 대한 10피코 패러드)을 갖는다.With this arrangement, the breakdown potential of the
그러므로, N+P+궤환 콘덴서를 이용하는 저역필터(42,46)는 직접회로 칩 면적이 동일할지라도, 포켓콘덴서를 이용하는 저역필터(44,48)보다 능동필터(50)에서 상당히 큰 지연을 제공한다. 더욱, N+P+콘덴서는 상술한 바와같이 용량값의 공차에 대해서 부수적인 유리한 점이 있다.Therefore, N+P+feedback The low pass filters 42 and 46 using a capacitor provide a considerably larger delay in the
"사이드 록(side lock)"으로 알려진 오차 동작상태는 상술되어진 것이다. 사이드록의 원인이 될수 있는 비데오 신호 상태는 제9도에 도시되어 있다. AGC 제어가 완결되기전 강한 비데오 신호가 돌연 인가되므로 인하여 나타날 수 있는 큰 진폭의 비데오 신호(306)가 도시되어 있다. 비데오 신호(306)는 제5도에 도시된 정상적인 비데오 신호의 동기 팁 레벨인 2.5볼트 레벨로 프론트 포치(315) 및 백 포치(317)를 갖는다. 비데오 신호(306)에서의 수평 동기 펄스의 팁(316)은 잡음 반전기(30)의 1.3볼트 임계치(310)를 초과하는 0.5볼트 레벨로 있게 된다.The error operating state known as "side lock" has been described above. The video signal states that may be the cause of sidelock are shown in FIG. A large
제1도의 잡음 파형(308)은 능동필터 지연에 의하여 접속점(60)에 공급되는 지연된 비데오 신호를 나타낸다. 반전된 동기 펄스(318)는 접속점(60)에서 파형(308)의 동기 펄스를 상쇄하게 된다.
이러한 상쇄의 결과는 제10도에 도시되어 있다. 도시된 파형은 트랜지스터 (138)의 에미터로 부터 동기 분리기(40)에 공급되는 신호를 나타낸다. 이 파형은 원래 비데오신호의 프론트 및 백 포치(315,317)인 두 펄스(312,314)를 포함하고 있다. 동기 분리기는 두 동기 펄스의 발생에 의해서 펄스(312,314)에 응답하게 되며, 이로서 상술한 사이드록 상대를 초래하게 된다.The result of this cancellation is shown in FIG. The waveform shown represents the signal supplied to the
사이드록 상태는 제2도에 도시된 개량된 잡음 반전기를 이용하므로서 제거되어질 수 있다. 제1도의 잡음반전기(30), Vbe 공급원(80) 및 능동필터(50)의 도면번호는 제2도에서도 동일하게 이용된다.The sidelock condition can be eliminated by using the improved noise inverter shown in FIG. The reference numerals of the
제2도에서, 차동 증폭기 트랜지스터(104)의 베이스는 저항(178)을 통하여 접지되고, 또한 트랜지스터(180)의 에미터 및 트랜지스터(162)의 콜렉터에 접속된다. 트랜지스터(180)의 콜렉터는 접지되며, 베이스는 Vbe 공급원(80)을 구성하는 트랜지스터(108)의 에미터 및 저항(118)의 접속점에 연결된다. 제1도에 도시된 Vbe 공급원 (80)의 저항(126)은 트랜지스터(108)의 베이스와 B+전원사이에 직열 접속되는 저항 (166,168,172)으로서 제2도에서 대치된다.In FIG. 2, the base of the
전류원 트랜지스터(106)의 베이스는 소결합용 저항(176)을 통하여 Vbe 공급원(80)의 한 Vbe 접속점에 접속된다. 트랜지스터(162)의 에미터는 비교기(160)를 구성하기 위한 대응 트랜지스터(164)의 에미터에 접속 된다. 비교기(160)를 위한 에미터 전류는 정전류원 트랜지스터(170)에 의해서 제공되며, 이 트랜지스터(170)의 베이스는 저항(168,172)의 접속점에 연결되며, 콜렉터는 B+전원에 접속되며, 또한 에미터는 저항(174)을 통하여 기준전압점에 접속된다. 트랜지스터(164)의 콜렉터는 접지되며, 베이스는 트랜지스터(138)의 에미터가 접속되는 능동필터(50)의 출력에 접속된다.The base of the
비데오 신호레벨이 트랜지스터(162)의 베이스에 나타나는 기준레벨을 초과할때는 언제든지, 비교기(160)는 능동필터(50)의 출력에 나타나는 지연된 합성 비데오 신호의 전압 레벨을 감지하고 트랜지스터(140)의 베이스를 접지상태로 되게하여 잡음반저기를 불능상태로 되게 한다. 저항(172,168,166) 및 Vbe 공급원(80)은 4.1볼트의 일정 기준 레벨로 트랜지스터(162)의 베이스를 유지시키는 분압기를 포함한다. 트랜지스터(164)의 베이스에서의 합성 비데오 신호레벨이 상기의 레벨로 유지되는한 트랜지스터(164)는 비도통 상태로 되며, 트랜지스터(162)는 트랜지스터(104)의 베이스에 전류를 흘려준다. 트랜지스터(104)의 베이스 전압은 트랜지스터(162)가 두 트랜지스터(180,110)의 두 Vbe전압강하에 기인하여 도통상태로 될때 1.3볼트로 고정된다.Whenever the video signal level exceeds the reference level that appears at the base of
이러한 상태하에서, 잡음 반전기(30)는 제1도에서 언급한 바와 같이 1.3볼트 잡음 임계치 레벨로 동작 하게 된다.Under this condition, the
비데오 신호가 잡음 반전기임계치 레벨에 접근할 경우에 능동 필터(50)의 출력에서의 비데오 신호레벨은 4.1볼트 비교기 기준레벨을 초과하게 되며, 트랜지스터 (164)는 도통상태로 되고 트랜지스터(162)는 비도통 상태로 된다. 따라서 트랜지스터 (162)는 트랜지스터(104)의 베이스에 전류를 흘려주지 않게되며, 트랜지스터(104)는 저항(178)을 통하여 접지전위로 있게된다. 저항(178)은 또한 잡음 반전기(30) 및 Vbe공급원(80)에서의 기생용량을 접지로 방전시킨다. 모든 비데오 및 잡음신호는 비데오증폭기(4)에 의해선 접지전위 가까이로 잘라지기 때문에, 잡음 반전기(30)는 1.3볼트의 정격 잡음 반전기 임계치이하로 강하되는 동기 펄스를 반전시키지 못하므로, 사이드록이 방지된다.When the video signal approaches the noise inverter threshold level, the video signal level at the output of the
비교기(160)의 이러한 동작은 제11도 및 제12도에 도시된 파형에 의해서 설명되어 진다. 제11도는 능동필터(50)의 출력에 나타나는 정상적인 비데오 신호(332)를 도시한 것이다. 비데오 신호(332)는 동기펄스를 제외한 비교기 기준레벨(330)위에 계속적으로 존재하게 되므로, 잡음반전기(30)는 동기 펄스기간을 제외한 1.3볼트 임계치로 잡음 펄스를 계속적으로 상쇄시키게 된다. 그러나, 동기 펄스가 동기 분리기를(40) 잘못 트리거 하는동안 잡음이 발생될 수 있다는 것을 주목해야 한다. 왜냐하면, 동기분리기(40)는 이 기간에서 동기 펄스를 발생시킬 수 있기 때문이다.This operation of
제12도는 잡음 반전기(30)의 입력에서 잡음 반전기 임계치(310)를 초과하는 강한 비데오 신호(334)를 도시한 것이다. 점선 파형(336)은 능동필터(50)의 출력에 나타나는 지연된 비데오 신호를 나타낸다. 제9도에 언급한 동기펄스(338)를 상쇄시키는 것과는 달리, 입력 비데오 신호(334)가 시간 T2에서 잡음 반전기 임계치(310)를 초과할지라도, 시간 T 에서 비교기 기준레벨(330)아래의 출력비데오 신호(336)의 편이는 접지레벨로 잡음 반전기(30)는 동기 펄스(338)를 상쇄시키는 것이 불가능상태로 되게한다.12 shows a
따라서, 잡음 반전기(30)는 동기 펄스(338)를 상쇄시키는 것이 불가능해지며, 동기펄스는 적당한 피크 검출 및 분리를 위해서 동기분리기(40)에 공급되어진다. 잡음반전기가 제12도의 시간 T1에서부터 시간 T3가지 사이에서 불능상태로 있게 되더라도, 임펄스 잡음은 이러한 기간이 텔레비젼 수상기에서 문제를 야기시키지 않는 동안 발생된다. 파형(334)은 정상 신호레벨보다 더높게 있으므로서, AGC시스템에 의한 수정은 신호를 정상 레벨로 복귀시키는 것이 요구된다. 동기 분리기 펄스로 부터 AGC키잉신호를 구동시키므로서, AGC시스템은 임펄스 잡음의 레벨을 샘플링 하는 것에 의해서 잡음 발생된 동기 펄스의 이점을 가질 수 있다. 임펄스 잡음은 입하하는 방향으로 일어나므로, 이러한 신호레벨에 의거한 AGC제어는 텔레비젼 수상기 회로의 이득을 감소시키는 방향에 있게된다. 따라서, 잡음 발생된 동기펄스는 비데오 신호를 정상 신호 레벨로 재빨리 복귀시키도록 AGC시스템의 속도를 사실상 증가시킨다. 더욱, 미합중국 특허출원번호 제934,835호에 나타나 있는 것과 같이, 만일 부합회로가 동기펄스와 수평반복펄스의 부합으로서 AGC시스템을 키잉하는데 이용된다면, 수평 반복 펄스간격과는 다른 시간에 일어나는 거짓 동기 펄스는 AGC키잉 목적에 대해서는 무시되어 진다.Therefore, the
최종적으로, 제6도의 파형(340)과 같은 정격 레벨 비데오 신호에서의 임펄스 잡음은 이 비교기 기준레벨이하로 떨이지는 경우에 잡음 반전기 임계치 레벨을 변화시키지 않는다. 이러한 것은 비교기(160)가 능동필터(50)의 출력에 나타나는 잡음 제거된 비데오 신호의 레벨을 감지하기 때문이다. 제7도의 파형(350)에 대한 설명으로서, 제거된잡음 펄스(352)는 4.1볼트 비교기 기준레벨 이하로 떨어지지 않는다.Finally, the impulse noise in the rated level video signal, such as
더욱, 제거된 잡음펄스(352)의 입상부분에 있는 쐐기형파가 4.1볼트 기준레벨 이하로 강하될지라도, 능동필터 콘덴서(46,48)의 펄치는 효과는 임펄스 잡음을 상쇄시키도록 계속되며, 트랜지스터(164)의 베이스에 나타나는 상쇄된 잡음펄스(352)는 4.1볼트 기준 레벨위로 재빨리 상승하며, 잡음 제거는 계속 되풀이 된다.Further, even though the wedge wave in the granular portion of the removed
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