正弦波模型化測(cè)量基礎(chǔ)及應(yīng)用
定 價(jià)：298 元
- 作者：梁志國(guó)
- 出版時(shí)間：2024/10/1
- ISBN：9787030796073
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：O353.2
- 頁(yè)碼：672
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16
本書主要關(guān)注正弦現(xiàn)象及正弦問題的理論方法和應(yīng)用，介紹了不同測(cè)量條件下，正弦波幅度、頻率、初始相位和直流分量四個(gè)模型參數(shù)及輔助質(zhì)量參數(shù)的估計(jì)方法及不確定度評(píng)定。針對(duì)量化誤差、序列長(zhǎng)度、周波數(shù)等對(duì)參數(shù)擬合誤差的影響，給出了擬合誤差定律。為提高參數(shù)擬合精度，介紹了一種單頻數(shù)字濾波器。針對(duì)AM（調(diào)幅）、FM（調(diào)頻）、PM（調(diào)相）信號(hào)的解調(diào)，給出了數(shù)字化解調(diào)方法。另外，提供了豐富的正弦擬合工程應(yīng)用案例，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)字示波器、任意波發(fā)生器、調(diào)制度測(cè)量?jī)x的校準(zhǔn)，沖擊峰值估計(jì)、隨機(jī)振動(dòng)分析、正弦失真測(cè)量、捷變頻信號(hào)分析等，可供同行參考借鑒。
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國(guó)防科工委"國(guó)防科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)"，2002年和2005年；工信部"國(guó)防科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)"，2013年
目錄
序言
前言
第1章 緒論 1
1.1 正弦問題 1
1.2 變異正弦問題 4
1.3 引申正弦問題 6
1.3.1 周期信號(hào)的傅里葉分解 7
1.3.2 采樣定理 13
1.3.3 引申正弦問題的應(yīng)用 14
1.4 類正弦問題 16
1.4.1 沖擊峰值問題.16
1.4.2 簡(jiǎn)單曲線的局部擬合 16
1.5 模型化測(cè)量問題.17
1.5.1 引言 17
1.5.2 測(cè)量的特點(diǎn)及需求 18
1.5.3 模型化測(cè)量特點(diǎn)的討論 19
1.5.4 模型化測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用的討論 20
1.5.5 模型化測(cè)量重點(diǎn)的討論 21
1.5.6 結(jié)論 22
參考文獻(xiàn) 22
第2章 數(shù)字化測(cè)量的基本知識(shí) 24
2.1 基本概念 24
2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 28
2.2.1 概述 28
2.2.2 基本組成和工作原理 33
2.2.3 指標(biāo)體系及校準(zhǔn)方法 35
2.3 觸發(fā)技術(shù) 39
2.4 多通道同步數(shù)據(jù)采集技術(shù) 41
2.4.1 引言 41
2.4.2 多變量動(dòng)態(tài)測(cè)量 42
2.4.3 同步采集技術(shù)及問題 44
2.4.4 通道間延遲時(shí)間差 46
2.4.5 討論 46
2.4.6 結(jié)論 47
2.5 周期波形同步采樣 47
2.5.1 引言 47
2.5.2 測(cè)量原理及方法 48
2.5.3 同步條件的評(píng)估 49
2.5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 50
2.5.5 討論 52
2.5.6 結(jié)論 52
2.6 等效采樣技術(shù) 52
2.6.1 硬件等效采樣 52
2.6.2 軟件等效采樣 53
2.7 數(shù)字化測(cè)量的問題討論 58
參考文獻(xiàn) 59
第3章 正弦波形參數(shù)估計(jì) 62
3.1 概述 62
3.2 幅度估計(jì) 62
3.2.1 峰峰值法 63
3.2.2 有效值法 63
3.2.3 絕對(duì)值平均法 64
3.2.4 傅里葉變換法 65
3.3 頻率估計(jì) 66
3.3.1 過零點(diǎn)檢測(cè)法 66
3.3.2 傅里葉變換法 67
3.4 直流分量估計(jì) 67
3.4.1 峰峰值法 67
3.4.2 平均值法 67
3.5 相位估計(jì) 67
3.5.1 過零點(diǎn)參考定位法 68
3.5.2 傅里葉變換法 68
3.6 三參數(shù)正弦波最小二乘擬合 68
3.6.1 三參數(shù)正弦波最小二乘擬合——矩陣算法 69
3.6.2 三參數(shù)正弦波最小二乘擬合——代數(shù)方程算法 71
3.6.3 三參數(shù)正弦波最小二乘擬合的討論 72
參考文獻(xiàn) 73
第4章 四參數(shù)正弦波最小二乘擬合 75
4.1 概述 75
4.1.1 引言 75
4.1.2 正弦擬合的效果評(píng)估 77
4.1.3 降低估計(jì)誤差的手段 78
4.1.4 正弦曲線擬合的應(yīng)用討論 79
4.2 四參數(shù)正弦波最小二乘擬合——矩陣迭代算法 79
4.3 四參數(shù)正弦波最小二乘擬合——線性方程組法 81
4.4 四參數(shù)正弦波最小二乘擬合——頻率迭代法 84
4.4.1 三參數(shù)正弦曲線擬合的問題討論 84
4.4.2 四參數(shù)正弦曲線擬合 86
4.4.3 收斂性 87
4.4.4 仿真驗(yàn)證 88
4.4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 89
4.4.6 結(jié)論 90
4.5 四參數(shù)正弦波最小二乘擬合——頻率估計(jì)法 91
4.5.1 正弦信號(hào)序列的頻率估計(jì) 91
4.5.2 四參數(shù)正弦曲線擬合 92
4.5.3 仿真驗(yàn)證 92
4.5.4 結(jié)論 92
4.6 非均勻采樣正弦波四參數(shù)最小二乘擬合——頻率迭代法 93
4.6.1 原理過程 94
4.6.2 收斂性 97
4.6.3 仿真驗(yàn)證 97
4.6.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 100
4.6.5 討論 100
4.6.6 結(jié)論 101
4.7 殘周期正弦波四參數(shù)最小二乘擬合 101
4.7.1 三參數(shù)正弦曲線擬合 102
4.7.2 討論 103
4.7.3 殘周期正弦波形四參數(shù)擬合法 104
4.8 殘周期正弦曲線擬合的比較 113
4.8.1 引言 113
4.8.2 基本思想及條件設(shè)定.113
4.8.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 113
4.8.4 討論 119
4.8.5 結(jié)論 120
4.9 四參數(shù)正弦波組合式擬合算法 120
4.9.1 引言 120
4.9.2 三參數(shù)正弦擬合法.121
4.9.3 四參數(shù)正弦擬合法——頻率迭代法 124
4.9.4 組合式四參數(shù)正弦波擬合算法 126
4.9.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 127
4.9.6 討論 129
4.9.7 結(jié)論 129
4.10 四參數(shù)正弦擬合軟件的評(píng)價(jià)方法 130
4.10.1 四參數(shù)正弦擬合過程.130
4.10.2 指標(biāo) 131
4.10.3 四參數(shù)正弦擬合軟件的評(píng)價(jià) 132
4.10.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論.135
4.11 四參數(shù)正弦擬合的快速算法 136
4.11.1 引言 136
4.11.2 正弦擬合時(shí)間的影響量 137
4.11.3 正弦擬合的快速算法.143
4.11.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 143
4.11.5 討論 145
4.11.6 結(jié)論 145
4.12 正弦擬合法比較 145
參考文獻(xiàn) 146
第5章 正弦波形序列的抖動(dòng)分析及單頻濾波 151
5.1 正弦波形序列的單頻濾波 151
5.1.1 基本思想 152
5.1.2 時(shí)域?yàn)V波的實(shí)現(xiàn).153
5.1.3 單頻濾波器的頻域表示 155
5.1.4 邊緣效應(yīng)及其消除 157
5.1.5 仿真驗(yàn)證 158
5.1.6 結(jié)論 158
5.2 正弦波形序列的抖動(dòng)分析 159
5.2.1 概述 159
5.2.2 模型滑動(dòng)擬合法評(píng)價(jià)正弦波形的抖動(dòng) 160
5.2.3 仿真結(jié)果 160
5.2.4 實(shí)驗(yàn)例證 164
5.2.5 結(jié)論 167
參考文獻(xiàn) 168
第6章 周期信號(hào)的諧波分析 170
6.1 概述 170
6.1.1 周期信號(hào)的傅里葉分解 171
6.1.2 傅里葉分析中的幾個(gè)問題 173
6.1.3 周期信號(hào)的諧波測(cè)量.174
6.2 周期信號(hào)的諧波分析 174
6.2.1 問題的提出 174
6.2.2 測(cè)量思想及原理方法.175
6.2.3 誤差分析 176
6.2.4 仿真驗(yàn)證 178
6.2.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 180
6.2.6 結(jié)論 181
6.3 周期信號(hào)的次諧波分析 181
6.4 周期信號(hào)的相關(guān)分析 183
6.4.1 引言 183
6.4.2 周期信號(hào)相關(guān)函數(shù)的定義 183
6.4.3 測(cè)量原理與方法 183
6.4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 185
6.4.5 仿真驗(yàn)證 186
6.4.6 結(jié)論 187
6.5 信號(hào)周期的數(shù)字化測(cè)量 188
6.5.1 引言 188
6.5.2 信號(hào)周期的測(cè)量原理和方法 188
6.5.3 基波序列的最小二乘正弦曲線擬合 189
6.5.4 誤差與不確定度分析 190
6.5.5 仿真驗(yàn)證 190
6.5.6 結(jié)論 192
參考文獻(xiàn) 192
第7章 正弦波形噪聲及失真的數(shù)字化測(cè)量 194
7.1 概述 194
7.2 參數(shù)擬合法總失真測(cè)量 195
7.2.1 總失真度及信噪比的定義 195
7.2.2 量化誤差的有效值 196
7.2.3 量化誤差對(duì)正弦信號(hào)源波形失真度評(píng)價(jià)的影響及修正 197
7.2.4 正弦信號(hào)源波形總失真度的評(píng)價(jià) 198
7.2.5 仿真驗(yàn)證 200
7.2.6 誤差分析 200
7.2.7 結(jié)論 202
7.3 諧波分析法總失真測(cè)量 202
7.3.1 引言 202
7.3.2 周期信號(hào)的傅里葉分解 203
7.3.3 測(cè)量原理及方法 204
7.3.4 誤差分析 206
7.3.5 仿真驗(yàn)證 208
7.3.6 結(jié)論 208
7.4 局域失真測(cè)量 209
7.4.1 引言 209
7.4.2 幾種失真的討論 210
7.4.3 局域失真的定義及測(cè)量實(shí)現(xiàn) 211
7.4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 213
7.4.5 討論 214
7.4.6 結(jié)論 215
7.5 殘周期失真測(cè)量 215
7.5.1 引言 215
7.5.2 基本原理和方法 216
7.5.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 218
7.5.4 討論 219
7.5.5 結(jié)論 219
7.6 正弦序列噪聲測(cè)量 220
7.6.1 引言 220
7.6.2 正弦波擬合法評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)噪聲 220
7.6.3 動(dòng)態(tài)噪聲評(píng)價(jià)中的幾個(gè)問題 222
7.6.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 222
7.6.5 結(jié)論 222
7.7 周期信號(hào)的總失真度測(cè)量 223
7.7.1 周期波形總失真度的定義 223
7.7.2 測(cè)量原理與方法 224
7.7.3 仿真驗(yàn)證 226
7.7.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 228
7.7.5 結(jié)論 229
7.8 序列已知的周期信號(hào)總失真度測(cè)量 230
7.8.1 引言 230
7.8.2 基于序列的周期波形總失真度的計(jì)算 230
7.8.3 測(cè)量原理與方法 231
7.8.4 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 232
7.8.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 235
7.8.6 結(jié)論 236
參考文獻(xiàn) 237
第8章 正弦波最小二乘擬合參數(shù)的誤差界 239
8.1 概述 239
8.2 四個(gè)擬合正弦參數(shù)的誤差界 240
8.2.1 諧波失真帶來的參數(shù)估計(jì)誤差 240
8.2.2 由噪聲和抖動(dòng)造成的誤差 244
8.2.3 結(jié)論 248
8.3 量化誤差影響的誤差界 248
8.3.1 基理分析 248
8.3.2 基本思想 250
8.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理——8bit A/D 251
8.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理——12bit A/D 282
8.3.5 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理——16bit A/D 313
8.3.6 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理——24bit A/D 344
8.3.7 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理——32bit A/D 376
8.4 序列長(zhǎng)度對(duì)正弦參數(shù)擬合誤差界的影響407
8.4.1 引言 407
8.4.2 基本思想及條件設(shè)定 408
8.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理 409
8.4.4 機(jī)理分析及討論.423
8.4.5 結(jié)論 425
8.5 序列長(zhǎng)度對(duì)有效位數(shù)擬合誤差界的影響 425
8.5.1 引言 425
8.5.2 基本思想及條件設(shè)定 426
8.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理 427
8.5.4 討論 439
8.5.5 結(jié)論 440
8.6 量化導(dǎo)致的擬合正弦參數(shù)誤差界的條件規(guī)律 440
8.6.1 引言 440
8.6.2 基本思想及條件設(shè)定 441
8.6.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)處理 441
8.6.4 正弦參數(shù)擬合誤差定律——北航定律 451
8.6.5 討論 452
8.6.6 結(jié)論 455
8.7 正弦參數(shù)擬合的不確定度評(píng)估 455
8.7.1 引言 455
8.7.2 正弦波形最小二乘擬合 455
8.7.3 擬合參數(shù)的誤差界 456
8.7.4 誤差界應(yīng)用中存在的問題 458
8.7.5 擬合參數(shù)的不確定度評(píng)定過程 461
8.7.6 評(píng)定示例 462
8.7.7 討論 465
8.7.8 結(jié)論 465
參考文獻(xiàn) 466
第9章 正弦載波的調(diào)制信號(hào)解調(diào) 468
9.1 概述 468
9.2 AM信號(hào)解調(diào) 468
9.2.1 引言 468
9.2.2 用模型滑動(dòng)擬合法解調(diào)正弦載波的調(diào)幅信號(hào) 469
9.2.3 仿真驗(yàn)證 469
9.2.4 實(shí)驗(yàn)例證 472
9.2.5 結(jié)論 473
9.3 滑動(dòng)模型法 FM 信號(hào)解調(diào) 474
9.3.1 引言 474
9.3.2 用模型滑動(dòng)擬合法解調(diào)正弦載波的調(diào)頻信號(hào) 474
9.3.3 仿真驗(yàn)證 475
9.3.4 實(shí)驗(yàn)例證 476
9.3.5 結(jié)論 477
9.4 希爾伯特變換法FM信號(hào)解調(diào) 477
9.4.1 引言 477
9.4.2 基本原理 477
9.4.3 Hilbert變換用于FM解調(diào)中的幾個(gè)問題 480
9.4.4 數(shù)據(jù)處理方式 481
9.4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 482
9.4.6 結(jié)論 483
9.5 直接鑒相法 PM 信號(hào)解調(diào) 484
9.5.1 引言 484
9.5.2 用模型滑動(dòng)擬合法解調(diào)正弦載波的調(diào)相信號(hào) 484
9.5.3 仿真驗(yàn)證 487
9.5.4 實(shí)驗(yàn)例證 488
9.5.5 結(jié)論 489
9.6 頻率積分法 PM 信號(hào)解調(diào) 489
9.6.1 引言 489
9.6.2 用模型滑動(dòng)擬合法解調(diào)正弦載波的調(diào)相信號(hào) 490
9.6.3 仿真驗(yàn)證 492
9.6.4 實(shí)驗(yàn)例證 493
9.6.5 結(jié)論 495
9.7 調(diào)制度測(cè)量?jī)x校準(zhǔn) 495
9.7.1 引言 495
9.7.2 基本原理 495
9.7.3 寬帶調(diào)制度分析儀的校準(zhǔn) 497
9.7.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 498
9.7.5 討論 501
9.7.6 結(jié)論 503
9.8 任意函數(shù)波形的數(shù)字化生成方法 503
9.8.1 問題的提出 504
9.8.2 任意函數(shù)波形的數(shù)字化生成方法 505
9.8.3 用任意波發(fā)生器產(chǎn)生所需信號(hào)波形 507
9.8.4 結(jié)論 507
參考文獻(xiàn) 507
第10章 測(cè)量不確定度評(píng)定 509
10.1 概述 509
10.2 有效位數(shù)測(cè)量 509
10.2.1 信號(hào)源失真對(duì)有效位數(shù)的影響及修正 509
10.2.2 有效位數(shù)不確定度評(píng)定 514
10.3 交流增益和信號(hào)幅度測(cè)量 520
10.3.1 測(cè)量原理與方法 520
10.3.2 測(cè)量不確定度模型 521
10.3.3 測(cè)量數(shù)據(jù)及處理 523
10.3.4 合成不確定度計(jì)算 526
10.3.5 擴(kuò)展不確定度 527
10.3.6 測(cè)量結(jié)果的最終表述 527
10.3.7 結(jié)論 527
10.4 采集速率測(cè)量 528
10.4.1 測(cè)量原理與方法 528
10.4.2 測(cè)量不確定度模型 529
10.4.3 測(cè)量數(shù)據(jù)及處理 531
10.4.4 合成不確定度計(jì)算 534
10.4.5 擴(kuò)展不確定度 535
10.4.6 測(cè)量結(jié)果的最終表述 535
10.4.7 結(jié)論 535
10.5 正弦信號(hào)頻率測(cè)量 535
10.5.1 引言 535
10.5.2 測(cè)量原理與方法 536
10.5.3 測(cè)量不確定度模型 536
10.5.4 測(cè)量數(shù)據(jù)及處理 539
10.5.5 合成不確定度計(jì)算 542
10.5.6 擴(kuò)展不確定度 542
10.5.7 測(cè)量結(jié)果的最終表述 542
10.5.8 結(jié)論 543
10.6 相位差測(cè)量 543
10.6.1 測(cè)量原理與方法 543
10.6.2 測(cè)量不確定度模型 545
10.6.3 測(cè)量數(shù)據(jù)及處理 547
10.6.4 合成不確定度計(jì)算 553
10.6.5 擴(kuò)展不確定度 554
10.6.6 測(cè)量結(jié)果的最終表述 554
10.6.7 結(jié)論 555
10.7 直流偏移測(cè)量 555
10.7.1 測(cè)量原理與方法 555
10.7.2 測(cè)量不確定度模型 556
10.7.3 測(cè)量數(shù)據(jù)及處理 558
10.7.4 合成不確定度計(jì)算 561
10.7.5 擴(kuò)展不確定度 562
10.7.6 測(cè)量結(jié)果的最終表述 562
10.7.7 結(jié)論 563
參考文獻(xiàn) 563
第11章 應(yīng)用示例 565
11.1 概述 565
11.2 延遲測(cè)量 565
11.2.1 放大器延遲 565
11.2.2 觸發(fā)延遲——量子化測(cè)量法 572
11.2.3 觸發(fā)延遲——變頻測(cè)量法.577
11.2.4 通道間延遲時(shí)間差 582
11.3 采樣均勻性測(cè)量 592
11.3.1 引言 592
11.3.2 測(cè)量原理和方法 593
11.3.3 誤差分析及不確定度評(píng)定 594
11.3.4 仿真驗(yàn)證 595
11.3.5 實(shí)測(cè)結(jié)果及說明 596
11.3.6 結(jié)論 596
11.4 非均勻采樣系統(tǒng)時(shí)基失真測(cè)量 597
11.4.1 引言 597
11.4.2 測(cè)量原理和方法 597
11.4.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 599
11.4.4 實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證 601
11.4.5 結(jié)論 602
11.5 非均勻采樣系統(tǒng)的修正與補(bǔ)償 602
11.5.1 引言 602
11.5.2 測(cè)量原理和方法 603
11.5.3 仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果 606
11.5.4 實(shí)測(cè)結(jié)果及說明 608
11.5.5 誤差分析及不確定度評(píng)定 610
11.5.6 結(jié)論 610
11.6 觸發(fā)點(diǎn)測(cè)量 610
11.6.1 引言 610
11.6.2 測(cè)量原理和方法 611
11.6.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 613
11.6.4 討論 616
11.6.5 結(jié)論 617
11.7 捷變正弦信號(hào)源波形建立時(shí)間的精確測(cè)量 617
11.7.1 引言 617
11.7.2 原理方法 618
11.7.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 620
11.7.4 不確定度分析 622
11.7.5 討論 624
11.7.6 結(jié)論 625
11.8 復(fù)雜通信信號(hào)波形的事件分解合成及定位 625
11.8.1 引言 625
11.8.2 基本原理方法 626
11.8.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 629
11.8.4 討論 630
11.8.5 結(jié)論 630
11.9 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)非典型采樣故障的特征識(shí)別與定量表征 631
11.9.1 引言 631
11.9.2 故障特征及識(shí)別 631
11.9.3 故障特征分析及表征 632
11.9.4 討論 636
11.9.5 結(jié)論 636
11.10 激光多普勒沖擊校準(zhǔn) 638
11.10.1 加速度一次沖擊校準(zhǔn)原理 638
11.10.2 校準(zhǔn)裝置及工作過程 640
11.10.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果處理 642
11.10.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 643
11.10.5 結(jié)論 646
11.11 峰值擬合法 646
11.11.1 引言 646
11.11.2 測(cè)量原理 647
11.11.3 校準(zhǔn)裝置及工作過程 647
11.11.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 648
11.11.5 討論 650
11.11.6 結(jié)論 651
11.12 隨機(jī)振動(dòng)測(cè)量 651
11.12.1 引言 651
11.12.2 測(cè)量原理與方法 652
11.12.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 653
11.12.4 討論 655
11.12.5 結(jié)論 656
11.13 基于正弦失真測(cè)量的A/D動(dòng)態(tài)有效位數(shù)評(píng)價(jià) 656
11.13.1 引言 656
11.13.2 動(dòng)態(tài)有效位數(shù)的定義及擬合測(cè)量 656
11.13.3 測(cè)量原理與方法 657
11.13.4 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 658
11.13.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 660
11.13.6 討論 661
11.13.7 結(jié)論 661
鳴謝 661
參考文獻(xiàn) 662
后記 671
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