KR940000223B1 - Pulse width modulator - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 고정밀 펄스폭 변조회로의 회로도이고,1 is a circuit diagram of a high precision pulse width modulation circuit according to an embodiment of the present invention,
제2도는 종래의 펄스폭 변조회로의 회로도이고,2 is a circuit diagram of a conventional pulse width modulation circuit,
제3도는 이 발명에 실시예에 따른 변조신호의 상태도이고,3 is a state diagram of a modulated signal according to an embodiment of the present invention,
제4도는 펄스폭 변조 데이터에 의한 펄스폭의 변화를 나타낸 표이고,4 is a table showing the change in the pulse width by the pulse width modulation data,
제5도는 애드 펄스 데이터에 따라 변조신호의 어느 위치에 펄스가 인가되는가를 나타내는 표이고,5 is a table showing where pulses are applied to modulated signals according to ad pulse data.
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 고정밀 펄스폭 변조회로가 사용되는 것을 나타내는 블럭도이다.6 is a block diagram showing that a high precision pulse width modulation circuit according to an embodiment of the present invention is used.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
A : 마이콤 B : 8비트 카운터A: Micom B: 8 bit counter
C : 비교기 D : 8비트 펄스폭 데이터C: comparator D: 8-bit pulse width data
E : 6비트 카운터 F : 펄스 애드 로직E: 6 bit counter F: Pulse add logic
G : 6비트 애드 펄스 데이터 H : 제1의 블럭G: 6-bit ad pulse data H: First block
I : 제2의 블럭I: second block
이 발명은 고정밀 펄스폭 변조회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 마이컴으로 제어되는 펄스폭 변조회로에 있어서(Fosc/28㎐)의 주파수를 가지면서도 종래와 마찬가지로 214=4,096가지의 변조파형을 출력할 수 있도록 함으로써 정밀도를 획기적으로 높일 수 있는 고정밀 펄스폭 변조회로에 관한 것이다.The present invention relates to a high-precision pulse width modulation circuit. More specifically, in a microcomputer-controlled pulse width modulation circuit (Fosc / 2 8 kHz), a frequency of 2 14 = 4,096 modulation waveforms is used. The present invention relates to a high-precision pulse width modulation circuit that can dramatically increase the accuracy by enabling output.
펄스폭 변조회로는 일정한 주파수를 가진 펄스신호를 출력시키는데 있어서, 주파수는 변화시키지 않고 듀티 사이클만을 변화시키는 것으로서 펄스폭 변조회로의 정밀도(변조파형의 수)는 펄스폭 변조회로의 비트수에 비례한다.The pulse width modulation circuit outputs a pulse signal having a constant frequency. The pulse width modulation circuit changes only the duty cycle without changing the frequency. The precision of the pulse width modulation circuit (the number of modulated waveforms) is proportional to the number of bits of the pulse width modulation circuit. .
예를들면, 6-비트 펄스폭 변조회로의 경우에 펄스의 듀티는 26=64 단계로 변화됨으로써 64가지의 변조파형을 만들 수가 있고, 14-비트 펄스폭 변조회로의 경우에는 펄스의 듀티가 214=4,096 단계로 가변됨으로써 4,096가지의 변조파형을 만들 수가 있다. 그러므로 펄스폭 변조회로의 비트수가 증가할수록 듀티를 보다 더 세분화시킬 수가 있음으로써 펄스폭 변조회로의 정밀도를 높일 수가 있다.For example, in the case of a 6-bit pulse width modulation circuit, the duty of the pulse can be changed in 2 6 = 64 steps to create 64 modulation waveforms. In the case of a 14-bit pulse width modulation circuit, the duty of the pulse is By changing 2 14 = 4,096 steps, 4,096 modulation waveforms can be created. Therefore, as the number of bits of the pulse width modulation circuit increases, the duty can be further subdivided, thereby improving the accuracy of the pulse width modulation circuit.
상기한 바와 같은 펄스폭 변조회로의 일종으로서, 종래에 마이컴으로 제어되는 펄스폭 변조회로의 경우에서는, 마이컴에서 공급하는 소오스 클럭과 펄스폭 변조회로의 비트수를 기준으로 펄스폭 변조회로의 주파수가 결정되는데, 펄스폭 변조회로의 출력신호의 주파수는(마이컴 소오스 클럭/2펄스폭 변조회로 비트수)로 결정되므로 출력신호의 듀티의 정밀도가 높아지게 되면 높아지게 될수록, 출력 변조신호의 주파수는 느려지게 된다.As a type of pulse width modulation circuit as described above, in the case of a pulse width modulation circuit conventionally controlled by a microcomputer, the frequency of the pulse width modulation circuit is based on the number of bits of the source clock and the pulse width modulation circuit supplied by the microcomputer. Since the frequency of the output signal of the pulse width modulation circuit is determined by (the number of microcomputer source clock / 2 pulse width modulation circuits ), the higher the accuracy of the duty of the output signal is, the lower the frequency of the output modulation signal is. .
이와 같이 펄스폭 변조회로의 출력신호의 주파수가 느려지게 되면 펄스폭 변조회로의 주변소자를 제작하는데 많은 어려움이 따르게 된다. 예를들면, 설계자가 상기한 펄스폭 변조회로의 출력신호를 로우패스 필터로 입력하여 전압 레벨로 변환시키는 로직을 구현한다고 할 경우에, 펄스폭 변조회로의 출력신호의 주파수가 느려지면 로우패스 필터의 레지스터 및 캐패시터 값의 크기가 증가하기 때문에 설계자가 의도했던 바대로 로직의 실현이 어려워진다.As described above, when the frequency of the output signal of the pulse width modulation circuit becomes slow, a lot of difficulties are involved in manufacturing a peripheral device of the pulse width modulation circuit. For example, if the designer implements logic to input the output signal of the pulse width modulation circuit to the low pass filter and convert it to a voltage level, the low pass filter is generated when the frequency of the output signal of the pulse width modulation circuit becomes slow. As the size of registers and capacitors increases, the logic becomes harder as the designers intended.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 종래의 펄스폭 변조회로에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional pulse width modulation circuit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 종래의 펄스폭 변조회로의 회로도이다.2 is a circuit diagram of a conventional pulse width modulation circuit.
제2도에도시되어 있듯이 종래의 펄스폭 변조회로의 구성은, 마이컴과, 마이컴의 소오스 컬럭 출력단(Fosc)에 입력단이 연결되어 있는 14비트 카운터와, 비스를 통하여 상기한 마이컴에 입력단이 연결되어 있는 14비트펏 펄스폭 데이터 레지스터와, 상기한 14비트 카운터와 14비트 펄스폭 데이터 레지스터의 출력단에 입력단이 연결되어 있는 비교기로 이루어진다.As shown in FIG. 2, a conventional pulse width modulation circuit includes a microcomputer, a 14-bit counter having an input terminal connected to a source column output terminal Fosc of the microcomputer, and an input terminal connected to the microcomputer through Vis. And a comparator having an input terminal connected to an output terminal of the 14 bit counter and the 14 bit pulse width data register.
상기한 구성에 의한, 종래의 14비트의 펄스폭 변조회로의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the conventional 14-bit pulse width modulation circuit by the above configuration is as follows.
제2도에 도시되어 있는 종래의 펄스폭 변조회로에서는, 펄스폭 변조신호의 주파수가 펄스폭 변조회로의 카운터의 비트수에 의해 좌우되고, 펄스폭 변조신호의 펄스폭은 마이컴에서 제공된 펄스폭 데이터에 따라 결정된다.In the conventional pulse width modulation circuit shown in FIG. 2, the frequency of the pulse width modulation signal depends on the number of bits of the counter of the pulse width modulation circuit, and the pulse width of the pulse width modulation signal is the pulse width data provided by the microcomputer. It depends on.
마이컴에서 제공되는 소오스 클럭(Fosc)의 주파수를 편의상 Fosc ㎐라 하고 회로를 구성하면, 변조신호의 주파수는(Fosc/214㎐)로 결정되고, 펄스폭은 마이컴에서 제공된 펄스폭 데이터에 의하여 듀티가 결정됨으로써 모두 214=4,096가지의 변조파형을 만들 수가 있다.If the frequency of the source clock (Fosc) provided by the microcomputer is referred to as Fosc 편의 for convenience, the frequency of the modulated signal is determined as (Fosc / 2 14 kHz), and the pulse width is determined by the pulse width data provided by the microcomputer. By deciding on them, 2 14 = 4,096 modulation waveforms can be produced.
예를들어, 14비트 펄스폭 데이터 레지스터에 입력된 펄스폭 데이터가 2진수로 ″00 0000 0000 0000″으로 정의되면 비교기의 출력신호인 변조신호를 듀티가 0%인 로우레벨의 신호로서 변조되어 출력되고, 14비트 펄스폭 데이터 레지스터에 입력된 펄스폭 데이터가 2진수로 ″10 0000 0000 0000″으로 정의되면 비교기의 출력신호인 변조신호는 (Fosc/214㎐)의 주파수를 갖고 듀티가 50%인 펄스신호로서 변조되어 출력된다.For example, if the pulse width data input to the 14-bit pulse width data register is defined as ″ 00 0000 0000 0000 ″ in binary, the modulated signal, which is the output signal of the comparator, is modulated as a low level signal with 0% duty and outputted. If the pulse width data input to the 14-bit pulse width data register is defined as ″ 10 0000 0000 0000 ″ in binary, the modulated signal, which is the output signal of the comparator, has a frequency of (Fosc / 2 14 kHz) and the duty is 50%. It is modulated and output as an in-pulse signal.
그러나, 상기한 종래의 펄스폭 변조회로는, 변조신호의 정밀도를 높이기 위해서는 그만큼 변조신호의 주파수가 늦어지게 되는 문제점이 발생한다.However, the above-described conventional pulse width modulation circuit has a problem in that the frequency of the modulation signal is slowed down to increase the accuracy of the modulation signal.
따라서, 이 발명의 목적은 상기된 종래의 문제점을 제거하기 위한 것으로서, 마이컴으로 제어되는 펄스폭 변조회로에서 (Fosc/28㎐)의 주파수를 가지면서도 종래와 마찬가지로 214=4,096가지의 변조파형을 출력할 수 있도록 함으로써 정밀도를 높인 고정밀 펄스폭 변조회로를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-described problems, and has a frequency of (Fosc / 2 8 kHz) in a microcomputer controlled pulse width modulation circuit, while having 2 14 = 4,096 modulation waveforms as in the prior art. The present invention provides a high-precision pulse width modulation circuit having high accuracy by enabling the output of a PB-A.
또한, 이 발명의 다른 목적은, 펄스폭 변조회로의 분해도가 높아져도 출력 주파수가 급격히 변화하지 않고 정밀도도 기존의 펄스폭 변조회로와 동일하도록 구성한 고정밀 펄스폭 변조회로를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a high-precision pulse width modulation circuit configured such that the output frequency does not change rapidly even when the resolution of the pulse width modulation circuit is increased, and the precision is the same as that of the conventional pulse width modulation circuit.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 소오스 클럭과, 펄스폭 데이터를 출력하는 마이컴과, 상기 마이컴으로부터 제공되는 소오스 클럭에 따라 1씩 증가됨으로써 계수동작을 하는 8비트 카운터와, 상기 마이컴으로부터 제공되는 펄스폭 데이터중에서 상위 8비트 펄스폭 데이터를 저장하고, 이를 출력하는 8비트 펄스폭 데이터 레지스터와, 상기 8비트 카운터로부터 입력되는 계수값과 상기 8비트 펄스폭 데이터 레지스터로부터 입력되는 상위 8비트 펄스폭 데이터를 비교하여, 서로 같을 경우에 로우레벨의 신호를 출력함으로써 28주기마다 상기 8비트 펄스폭 데이터에 비례하는 펄스폭을 갖는 신호를 출력하는 비교기와, 상기 마이컴으로부터 제공되는 펄스폭 데이터중에서 하위 8비트 펄스폭 데이터를 저장하고, 이를 출력하는 6비트 카운터와, 상기 마이컴으로부터 입력되는 애드 펄스 데이터가 저장되는 6비트 애드 펄스 데이터 레지스터와, 상기 6비트 카운터의 출력값과 상기 6비트 애드 펄스 데이터 레지스터의 값을 판별하기 위한 펄스 애드 로직과, 상기 비교기와 펄스 애드 로직의 값을 논리합시키기 위한 OR 게이트로 이루어진다.A configuration of the present invention for achieving the above object includes a source clock, a microcomputer for outputting pulse width data, an 8-bit counter that counts by increasing by one according to the source clock provided from the microcomputer, and the microcomputer. An upper 8-bit pulse width data register for storing and outputting the upper 8-bit pulse width data from the pulse width data provided from the upper-level, and a high-order 8 input from the 8-bit pulse width data register and a count value input from the 8-bit counter. A comparator for comparing bit pulse width data and outputting a signal having a pulse width proportional to the 8 bit pulse width data every 2 8 cycles by outputting a low level signal when they are equal to each other, and a pulse width provided from the microcomputer 6-bit counter that stores the lower 8-bit pulse width data and outputs it And a 6 bit add pulse data register for storing the ad pulse data input from the microcomputer, a pulse add logic for determining an output value of the 6 bit counter and a value of the 6 bit add pulse data register, the comparator and the pulse add. OR gates for ORing logic values.
상기한 구성에 의하여, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.With the above configuration, the most preferred embodiment which can be easily carried out by those skilled in the art with reference to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 고정밀 펄스폭 변조회로의 회로도이다.1 is a circuit diagram of a high precision pulse width modulation circuit according to an embodiment of the present invention.
제1도에 도시된 바와 같이 이 발명의 실시예에 따른 고정밀 펄스폭 변조회로는, 마이컴(A)에 의해 제어되고, 마이컴(A)은 소오스 클럭(Fosc) 및 듀티를 결정하는 상위 비트 펄스폭 데이터와 하위비트 애드 펄스 데이터 및 제어신호를 버스를 통하여 펄스폭 변조회로부(H,I)로 전송하며, 이에 따라 펄스폭 변조회로부(H,I)에서는 변조된 펄스폭 신호를 출력하게 된다.As shown in FIG. 1, the high precision pulse width modulation circuit according to the embodiment of the present invention is controlled by the microcomputer A, and the microcomputer A determines the higher bit pulse width for determining the source clock Fosc and the duty. The data, the lower bit add pulse data, and the control signal are transmitted to the pulse width modulation circuit unit H and I through the bus, and the pulse width modulation circuit unit H and I outputs the modulated pulse width signal.
제1도의 본 발명에서는 펄스폭 변조회로의 구조가 크게 두 블럭으로 나누어진다. 하나(H)는 펄스폭 변조신호의 주기 및 기본 변조파형을 결정하는 역할을 하며, 다른 하나(I)는 이 변조된 기본 변조파형 신호의 일정한 위치에 애드-펄스(add-pulse)를 첨가시켜주므로써 완전한 변조파형을 형성하는 역할을 수행한다.In the present invention of FIG. 1, the structure of the pulse width modulation circuit is largely divided into two blocks. One (H) serves to determine the period and fundamental modulation waveform of the pulse width modulated signal, and the other (I) adds an add-pulse at a predetermined position of the modulated basic modulation waveform signal. By forming a complete modulation waveform.
본 발명에서 제시된 펄스폭 변조회로의 출력 변조신호의 주파수는 종래기술과는 달리 기본 펄스폭을 결정지어주는 블럭(H)의 카운터(B)의 비트수에 의해 결정된다.The frequency of the output modulation signal of the pulse width modulation circuit proposed in the present invention is determined by the number of bits of the counter B of the block H, which determines the basic pulse width, unlike the prior art.
14비트 펄스폭 변조회로를 예로하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention with an example 14-bit pulse width modulation circuit as follows.
본 발명에서 14-비트 펄스폭 변조회로를 구성할 경우에, 마이컴(A)에서는 14-비트 펄스폭 데이터를 출력하게 되는데, 마이컴(A)으로부터 인가되는 14-비트 펄스폭 데이터중 상위 8비트와 하위 6비트를 분리하여, 상위 8비트는 기본 펄스폭을 결정하는 블럭(H)의 데이터로서 사용하고 하위 6비트는 (Fosc/28)만큼 분리된 신호 64개를 한 구간으로하여 이 구간내의 정해진 위치에 애드 펄스를 인가하는 블럭(I)의 데이터로서 사용한다.When the 14-bit pulse width modulation circuit is configured in the present invention, the microcomputer A outputs 14-bit pulse width data, and the upper 8 bits of the 14-bit pulse width data applied from the microcomputer A are used. The lower 6 bits are separated, and the upper 8 bits are used as the data of the block (H) that determines the basic pulse width, and the lower 6 bits are divided into (Fosc / 2 8 ) 64 signals into one section. It is used as data of the block I which applies an ad pulse to a predetermined position.
제3도는 상술한 바와 같이 본 발명에서 제시한 방법을 도시한 것이다. 제3도에서 TS는 변조신호의 주파수를 결정하는 8비트 카운터(B)의 비트수(28=64)만큼 소오스 클럭(Fosc)을 분주한 신호이고, TO는 8비트 펄스폭 데이터 레지스터(D)의 기본 펄스폭 결정 데이터가(0000 0101)이라고 가정하였을 경우의 기본 펄스폭이며, TB는 (Fosc/28㎐)의 주파수를 갖는 Ts 클럭 64개를 한 구간으로 설정하여 도시한 것이다.Figure 3 illustrates the method presented in the present invention as described above. In FIG. 3, TS is a signal obtained by dividing the source clock Fosc by the number of bits (2 8 = 64) of the 8-bit counter B, which determines the frequency of the modulation signal, and TO is an 8-bit pulse width data register D. Is the basic pulse width in the case where the basic pulse width determination data is (0000 0101), and TB shows 64 Ts clocks having a frequency of (Fosc / 2 8 kHz) in one section.
제4도는 마이컴(A)으로부터 인가되는 14비트의 펄스폭 데이터중에서 8비트 펄스폭 데이터 레지스터에 로딩되는 상위 8비트 데이터에 의한 변조신호의 기본 펄스폭의 변화를 나타낸 것이며, 제5도는 마이컴(A)으로부터 인가되는 14비트의 펄스폭 데이터 중에서 하위 6비트에 의하여 64개의 신호중 어느 위치에 애드 펄스가 입력되는가를 나타내는 표이다.FIG. 4 shows the change in the basic pulse width of the modulated signal by the upper 8-bit data loaded into the 8-bit pulse width data register among the 14-bit pulse width data applied from the microcomputer A. FIG. Is a table showing which position of the add pulse is input to the 64 signals by the lower 6 bits among the 14-bit pulse width data.
예를들어 14-비트 데이터가 ″1000 1000″″101000″이라면 제4,5도에 도시된 바와 같이, 펄스폭 변조신호의 주파수(TS)는 (Fosc/28)가 되고, 기본 펄스폭은 제4도에 나타낸 바와 같이 8비트 펄스폭 데이터가 ″1000 0000″일 경우에 128/256% 이므로 128/256%가 된다. 또한, 애드 펄스는 제3도의 TB 구간중 8, 24, 32, 40, 56번째에서 추가되어 최종 펄스폭 변조신호를 출력하게 된다.For example, if the 14-bit data is ″ 1000 1000 ″ ″ 101000 ″, as shown in FIGS. 4 and 5, the frequency TS of the pulse width modulated signal is (Fosc / 2 8 ), and the basic pulse width is As shown in Fig. 4, when 8-bit pulse width data is " 1000 0000 ", it is 128/256%, so it is 128/256%. In addition, the add pulse is added in 8th, 24th, 32th, 40th and 56th times of the TB section of FIG. 3 to output the final pulse width modulated signal.
상기한 애드 펄스의 위치는 제5도에 표시한 대로 적용된다. 제3도와 같이 애드 펄스가 추가될 경우의 기본 펄스폭은 (n+1) TO가 된다.The position of the ad pulse described above is applied as indicated in FIG. As shown in FIG. 3, the basic pulse width when the add pulse is added is (n + 1) TO.
본 발명의 요지는 펄스폭 변조회로의 비트수가 증가하더라도 변조신호의 주파수를 급격히 떨어뜨리지 않고 변조신호의 특정위치에 펄스를 추가하여 종래기술에서 얻은 효과와 동일한 결과를 갖는다는 것이다. 기존의 14-비트 펄스폭 변조회로의 경우에 마이컴에서 제공되는 소오스 클럭을 214분주한 값이 펄스폭 변조회로의 주파수가 되어 상당히 낮은 주파수의 변조신호를 출력하게 된다. 이로인해 이 변조회로를 이용한 회로의 구성에 많은 어려움이 있었다. 본 발명은 이와 같은 단점을 보완하고자 펄스폭 변조회로를 변조신호의 주파수를 빠르게 유지하면서 기존의 펄스폭 변조회로와 동일한 정밀도를 갖도록 하였다.The gist of the present invention is that even if the number of bits in the pulse width modulation circuit is increased, the result is the same as the effect obtained in the prior art by adding a pulse to a specific position of the modulation signal without drastically decreasing the frequency of the modulation signal. In the case of the existing 14-bit pulse width modulation circuit, the value obtained by dividing the source clock provided by the microcomputer 2 14 becomes the frequency of the pulse width modulation circuit and outputs a modulated signal having a significantly lower frequency. Due to this, there are many difficulties in the construction of the circuit using the modulation circuit. The present invention has been made to have the same precision as the conventional pulse width modulation circuit while maintaining the frequency of the modulated signal to the pulse width modulation circuit to compensate for this disadvantage.
[실시예 1]Example 1
TV나 VTR의 채널선택 기능에 고정밀 펄스폭 변조회로를 사용한 경우 제6도는 펄스폭 변조회로를 TV나 VTR의 채널선택 기능에 사용한 예로서 마이컴에 의해 채널에 해당하는 데이터가 펄스폭 변조회로에 전송되면 펄스폭 변조회로에서는 이에 해당하는 변조신호를 LPF(Low Pass Filter)로 출력하여 이 변조신호를 전압레벨로 변화시킨다.In the case where a high precision pulse width modulation circuit is used for the channel selection function of a TV or a VTR, FIG. 6 shows an example in which a pulse width modulation circuit is used for the channel selection function of a TV or a VTR. In response, the pulse width modulation circuit outputs a corresponding modulation signal to a low pass filter (LPF) to change the modulation signal to a voltage level.
전압레벨로 변환된 신호가 VCO(Voltage Controlled Oscillator)에 인가되면 VCO에서는 특정 주파수를 갖는 신호를 발생하게 되는데 이 신호를 튜너의 믹서에 인가하면 채널을 선택할 수 있는 기능을 갖게 된다.When a signal converted to voltage level is applied to a voltage controlled oscillator (VCO), the VCO generates a signal having a specific frequency. When the signal is applied to a mixer of a tuner, the channel selector has a function of selecting a channel.
이상에서와 같이 이 발명의 실시예에 의하면, 기존에 메뉴얼 튜닝으로 사용한 것을 마이컴 제어방식의 소프트 웨어 튜닝으로 사용할 수 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the conventionally used by manual tuning can be used as the software tuning of the microcomputer control method.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
G160 | Decision to publish patent application | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20061221 Year of fee payment: 14 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |