JP3394116B2 - Power supply ripple suppression circuit for differential amplifier - Google Patents
Power supply ripple suppression circuit for differential amplifierInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、差動増幅器の電源
リップル抑圧回路に関し、特に、差動増幅器に供給され
る電源リップルの抑圧を効率的に行なう差動増幅器の電
源リップル抑圧回路に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、オーディオ増幅器等において
は、増幅出力のS/Nは再生音質に直接関係するため回
路設計の際、特に重要な設計項目となる。したがって、
増幅器動作に必要な直流電源に含まれるリップルノイズ
も特性改善のためには充分に抑圧されなければならな
い。かかる直流電源としては、通常、商用電源を整流し
て得られる電源、またはDC−DCコンバータにより得
られる電源が用いられるが、商用電源を整流して得られ
る電源には、50Hzや60Hzのいわゆるハムノイズ
と称されるリップルノイズが含まれ、また、DC−DC
コンバータから得られる直流電源には高周波リップルノ
イズが含まれているため、上述増幅器の出力信号のS/
Nの問題が生ずる。また、電源ラインには、他の機器か
らの影響を受けてノイズが重畳されることもあり、同様
にS/Nの問題が生ずる。例えば、車載用オーディオ増
幅器の場合には、車載発電機から生ずるノイズが、ま
た、直流モータを用いたテープレコーダ等の装置の場合
には、直流モータからのノイズが電源ラインに重畳され
てしまう。
【0003】かかるリップルノイズを除去、抑圧するた
めの従来のリップルノイズ抑圧機能をもつ増幅器の一例
が図4に示されている。図4において、差動増幅器1の
入力IN側の非反転入力端子(+)及び反転入力端子
(−)と接地間には抵抗R61及びR62が接続され、出力
側と反転入力端子(−)間には帰還抵抗R63がそれぞれ
接続され、+B電源と−B電源が電源ラインを介して差
動増幅器1に供給されている。これら+B及び−Bの電
源供給ラインと接地間には、それぞれ抵抗R64とコンデ
ンサC61及び抵抗R65とコンデンサC62から成るリップ
ルフィルタが設けられており、電源に重畳されているリ
ップルノイズ分を抑圧する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述従来の差動増幅器
の電源リップル抑圧回路は、電源ラインにリップルフィ
ルタを設けることによりリップルノイズを低減している
が、かかる回路構成によれば、或る特定の周波数のリッ
プルノイズを低減させる際、高周波ノイズに対しては充
分な減衰効果が得られるものの、比較的低周波のノイズ
を充分に減衰させようとすると、コンデンサ容量を非常
に大きなものにしなければならないという問題がある。
【0005】この問題を解決するため、入力段を差動増
幅器としたオーディオ増幅器の差動増幅器の入力端子の
一方に対して電源ラインに重畳するリップル分を、抵抗
とコンデンサを介して供給することにより、リップル成
分がオーディオ増幅器の出力に現われないようにした回
路構成が実開昭56−152415号に開示されてい
る。
【0006】しかしながら、かかる回路構成では、所望
の電源リップル成分に対して充分な低減効果を得るよう
に回路パラメータを設定すると、差動増幅器の増幅度が
変動してしまうため、増幅度の設計をリップル除去のた
めの回路パラメータをも考慮して再度、行なわざるを得
ず、リップル除去のためには最適な設計であっても増幅
度が不充分であったり、逆に増幅度は最適でもリップル
除去効果が充分でなくなることが多い。
【0007】また、通常レベルの信号を扱う場合には、
充分な減衰量が得られるフィルタであっても、大きな振
幅の信号を扱う場合には消費電流が大きくなり、電源ラ
インのインピーダンスとの兼ね合いでリップルノイズの
振幅も増え、それによって増幅器の出力に重畳されるノ
イズ振幅も大きくなるという問題がある。この問題を避
けるには、電源回路そのものの定電圧化を図り、電源回
路を複雑且つ大がかりなものにせざるを得ない。
【0008】そこで、本発明は、増幅器としての増幅度
に影響を与えることなく、所定の信号レベル及び周波数
特性で電源リップルの抑圧効果を重畳されるリップル成
分のうち必要とするレベル及び周波数において改善す
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前述課題を解決するた
め、本発明による差動増幅器の電源リップル抑圧回路
は、差動増幅器の非反転入力端子と接地間に第1の抵抗
が接続され、反転入力端子と接地間には第2の抵抗と第
3のインピーダンス素子の直列回路が接続され、前記第
2の抵抗と前記第3のインピーダンス素子の接続点と、
+電源ライン及び−電源ライン間には、それぞれ第1の
インピーダンス素子及び第2のインピーダンス素子が接
続され、前記+電源ラインの電圧は前記第1と第3のイ
ンピーダンス素子で分圧されて前記差動増幅器の前記反
転入力端子に供給され、前記−電源ラインの電圧は前記
第2と第3のインピーダンス素子で分圧されて前記差動
増幅器1の反転入力端子に供給されるとともに、前記第
3のインピーダンス素子は、増幅器の増幅度に影響を与
えないように、前記第2の抵抗よりも十分に小さい値に
設定されて構成されている。
【0010】
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明による差動増幅器の
電源リップル抑圧回路の一実施形態例を示す回路構成図
である。
【0012】入力端子INが接続されている差動増幅器
1の非反転入力端子(+)と接地間には、抵抗R11が接
続され、反転入力端子(−)と接地間には抵抗R12とイ
ンピーダンス素子Z3の直列回路が接続されている。ま
た、差動増幅器1の出力端子OUTと反転入力端子
(−)間には帰還抵抗R13が接続されており、+Bと−
B電源がそれぞれ電源ラインを介して差動増幅器1に供
給されている。抵抗R12とインピーダンス素子Z3の接
続点T1と、+B電源ライン及び−B電源ライン間に
は、それぞれインピーダンス素子Z1及びZ2が接続され
ている。
【0013】図1の構成において、+B電源ラインの電
圧(電源変動:リップル)は、インピーダンス素子Z1
とZ3で分圧されて差動増幅器1の反転入力端子(−)
に供給され、−B電源ラインの電圧(電源変動)は、イ
ンピーダンス素子Z2とZ3で分圧されて差動増幅器1の
反転入力端子(−)に供給される。このような構成によ
り、+B電源及び−B電源のリップル等の変動分が差動
増幅器1の反転入力端子(−)に供給されるので、差動
増幅器1の出力には反転入力端子(−)に供給された電
圧変動と同位相成分が除去された信号が現われることに
なる。
【0014】このとき、+B電源ラインについては、イ
ンピーダンス素子Z1とZ3を構成する回路素子(抵抗、
コンデンサ等のキャパシタンス、インダクタンス等のパ
ラメータ)により帰還するレベル及び周波数特性が設定
される。また、−B電源ラインについても同様に、イン
ピーダンス素子Z2とZ3により帰還レベル及び周波数特
性が設定される。インピーダンス素子Z3と抵抗R12
は、インピーダンス比1:100以上に設定して増幅器
の増幅度に影響を与えないレベルに設定される。インピ
ーダンス素子Z3としては100Ω以下、好ましくは1
0Ω以下の値が望ましく、こうすることによりインピー
ダンス素子Z1やZ2のインピーダンス値の設定が容易と
なるばかりでなく、差動増幅器の増幅度に影響を及ぼす
ことなく電源ラインに重畳するリップル抑圧を所望レベ
ル及び周波数に設定可能となる。
【0015】図2は本発明による差動増幅器の電源リッ
プル抑圧回路の第2の実施形態を示す回路構成図であ
る。
【0016】本実施形態においては、差動増幅器1の非
反転入力端子(+)と接地間に抵抗R21とインピーダン
ス素子Z6の直列回路が接続され、反転入力端子(−)
と接地間には抵抗R23が接続され、差動増幅器1の出力
端子OUTと反転入力端子(−)間に帰還抵抗R22が接
続されている。また、抵抗R21とインピーダンス素子Z
6の接続点T2と、+B電源及び−B電源間には、それぞ
れインピーダンス素子Z4とZ5が挿入されている。本実
施形態では、+B電源ラインの電圧変動は、インピーダ
ンス素子Z4とZ6で分圧されて差動増幅器1の非反転入
力端子(+)に供給され、また、−B電源ラインの電圧
変動はインピーダンス素子Z5とZ6で分圧されて差動増
幅器1の非反転入力端子(+)に供給されるので、差動
増幅器1の出力には、電源電圧変動の逆位相成分が除去
された信号が現われる。
【0017】図3には、本発明をオ−ディオ増幅器とし
て用いた場合の具体的回路図が示されている。入力端子
INが接続されている差動増幅器11の非反転入力端子
(+)と接地間には抵抗R31が接続され、差動増幅器1
1の反転入力端子(−)は47kΩの抵抗R33を介して
差動増幅器11の出力側に接続されている。+B電源と
−B電源は、差動増幅器11に供給されている。差動増
幅器11の出力にはスピーカ12が接続されている。差
動増幅器11の反転入力端子(−)と接地間には、47
0Ωの抵抗R32,47μFのコンデンサC31及び1Ωの
抵抗から成るインピーダンス素子Z3の直列回路が接続
されている。コンデンサC31とインピーダンス素子Z3
の接続点T3と、+B電源及び−B電源との間には、そ
れぞれ図示の如き、75Ωの抵抗、2200pFのコン
デンサ及び240kΩの抵抗から成るインピーダンス素
子Z1及び、2200pFのコンデンサから成るインピ
ーダンス素子Z2が接続されている。前述のように、本
実施形態では、+B電源ライン及び−B電源ラインの電
源変動分は、インピーダンス素子Z1とZ3及びZ2とZ3
により、それぞれ分圧されて差動増幅器11の入力側に
フィードバックされるので、電源電圧変動分が除去され
た出力が得られることになる。
【0018】ところで、電源リップルの波形は、電源回
路の形式や電源ラインの配線の仕方で異なるため増幅器
出力に与える影響も種々異なるものとなる。また、電源
リップルの波形は増幅器の入力信号レベルの大小によっ
ても変動することがあり、電源リップルに含まれる周波
数成分も種々異なる。したがって、所望の再生音質を得
るには、不要な周波数成分のみ大きく減衰させたい場合
がある。この要望は、上述インピーダンス素子Z1〜Z3
の構成素子(抵抗、コンデンサ、インダクタンス等)の
パラメータを適宜変化させることにより達成できる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の差動増幅
器の電源リップル抑圧回路によれば、差動増幅器の増幅
度に関係なく、電源電圧変動(リップル)による出力電
圧変動を低減できるだけでなく、電源リップルの所望の
周波数成分を選択的に低減することができ、オーディオ
装置の増幅段に適用した場合には所望の音質を得ること
ができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a power supply ripple suppression circuit for a differential amplifier, and more particularly to a differential circuit for efficiently suppressing power supply ripple supplied to a differential amplifier. The present invention relates to a power supply ripple suppression circuit of a dynamic amplifier. 2. Description of the Related Art For example, in an audio amplifier or the like, the S / N of an amplified output is directly related to the reproduced sound quality, and is therefore a particularly important design item in circuit design. Therefore,
The ripple noise included in the DC power supply required for the operation of the amplifier must be sufficiently suppressed to improve the characteristics. As such a DC power supply, a power supply obtained by rectifying a commercial power supply or a power supply obtained by a DC-DC converter is usually used. A power supply obtained by rectifying the commercial power supply has a so-called hum noise of 50 Hz or 60 Hz. Ripple noise called DC-DC
Since the DC power obtained from the converter contains high-frequency ripple noise, the S / S
N problems arise. In addition, noise may be superimposed on the power supply line under the influence of other devices, and the S / N problem similarly occurs. For example, in the case of an in-vehicle audio amplifier, noise generated from an in-vehicle generator is superimposed on a power supply line in a device such as a tape recorder using a DC motor. FIG. 4 shows an example of a conventional amplifier having a ripple noise suppressing function for removing and suppressing such ripple noise. In FIG. 4, resistors R61 and R62 are connected between the non-inverting input terminal (+) and the inverting input terminal (-) on the input IN side of the differential amplifier 1 and the ground, and between the output side and the inverting input terminal (-). Is connected to a feedback resistor R63, and + B power and -B power are supplied to the differential amplifier 1 via a power line. A ripple filter including a resistor R64 and a capacitor C61 and a resistor R65 and a capacitor C62 are provided between the + B and -B power supply lines and the ground, respectively, to suppress a ripple noise superimposed on the power supply. [0004] In the above-described conventional power supply ripple suppression circuit of the differential amplifier, the ripple noise is reduced by providing a ripple filter in the power supply line. When reducing ripple noise at a specific frequency, a sufficient attenuation effect can be obtained for high frequency noise, but when trying to sufficiently attenuate relatively low frequency noise, a capacitor with a very large capacitance is required. There is a problem that must be. In order to solve this problem, a ripple superimposed on a power supply line is supplied to one of input terminals of a differential amplifier of an audio amplifier having an input stage as a differential amplifier via a resistor and a capacitor. A circuit configuration that prevents the ripple component from appearing in the output of the audio amplifier is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 56-152415. However, in such a circuit configuration, if the circuit parameters are set so as to obtain a sufficient effect of reducing the desired power supply ripple component, the amplification of the differential amplifier fluctuates. It must be performed again in consideration of the circuit parameters for ripple removal, and even if the optimal design is used for ripple removal, the amplification is insufficient. The removal effect is often not sufficient. In the case of handling a signal of a normal level,
Even if a filter can provide a sufficient amount of attenuation, the current consumption increases when handling a signal with a large amplitude, and the amplitude of the ripple noise also increases due to the impedance of the power supply line, thereby superimposing it on the output of the amplifier. However, there is a problem that the noise amplitude is increased. In order to avoid this problem, the power supply circuit itself must have a constant voltage to make the power supply circuit complicated and large. Accordingly, the present invention improves the required level and frequency among the ripple components in which the power supply ripple suppression effect is superimposed at a predetermined signal level and frequency characteristic without affecting the amplification as an amplifier. I do. In order to solve the above-mentioned problems, a power supply ripple suppressing circuit for a differential amplifier according to the present invention comprises a first resistor between a non-inverting input terminal of the differential amplifier and ground.
Is connected between the inverting input terminal and the ground.
3 is connected to a series circuit of impedance elements,
A connection point between the resistor 2 and the third impedance element;
The first power supply line and the first power supply line
The impedance element and the second impedance element
The voltage of the + power supply line is connected to the first and third inputs.
The voltage is divided by an impedance element to
The power supply line is supplied to the
The voltage is divided by the second and third impedance elements and
While being supplied to the inverting input terminal of the amplifier 1,
The impedance element 3 affects the amplification of the amplifier.
To a value sufficiently smaller than the second resistance,
It is set and configured. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply ripple suppression circuit of a differential amplifier according to the present invention. A resistor R11 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier 1 to which the input terminal IN is connected and the ground, and a resistor R12 and an impedance are connected between the inverting input terminal (-) and the ground. A series circuit of the element Z3 is connected. Further, a feedback resistor R13 is connected between the output terminal OUT and the inverting input terminal (-) of the differential amplifier 1, and + B and-
B powers are supplied to the differential amplifier 1 via power supply lines. Impedance elements Z1 and Z2 are connected between a connection point T1 between the resistor R12 and the impedance element Z3 and the + B power supply line and the -B power supply line, respectively. In the configuration of FIG. 1, the voltage of the + B power supply line (power supply fluctuation: ripple) is
And Z3 are divided and the inverted input terminal (−) of the differential amplifier 1
The voltage of the -B power supply line (power supply fluctuation) is divided by the impedance elements Z2 and Z3 and supplied to the inverting input terminal (-) of the differential amplifier 1. According to such a configuration, a variation such as a ripple of the + B power supply and the −B power supply is supplied to the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 1. , A signal from which the in-phase component has been removed from the voltage fluctuation supplied to. At this time, with respect to the + B power supply line, circuit elements (resistors,
The level and frequency characteristics to be fed back are set by parameters such as capacitance and inductance of a capacitor. Similarly, the feedback level and the frequency characteristic of the -B power line are set by the impedance elements Z2 and Z3. Impedance element Z3 and resistor R12
Is set to a level that does not affect the amplification degree of the amplifier by setting the impedance ratio to 1: 100 or more. 100Ω or less, preferably 1
A value of 0Ω or less is desirable. This makes it easy not only to set the impedance values of the impedance elements Z1 and Z2, but also to suppress ripple superimposed on the power supply line without affecting the amplification degree of the differential amplifier. The level and frequency can be set. FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply ripple suppression circuit of the differential amplifier according to the present invention. In this embodiment, a series circuit of the resistor R21 and the impedance element Z6 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier 1 and the ground, and the inverting input terminal (-) is connected.
A resistor R23 is connected between the differential amplifier 1 and the ground, and a feedback resistor R22 is connected between the output terminal OUT and the inverting input terminal (-) of the differential amplifier 1. Also, a resistor R21 and an impedance element Z
6, impedance elements Z4 and Z5 are inserted between the connection point T2 and the + B power supply and the -B power supply, respectively. In the present embodiment, the voltage fluctuation of the + B power line is divided by the impedance elements Z4 and Z6 and supplied to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier 1, and the voltage fluctuation of the -B power line is the impedance. Since the voltage is divided by the elements Z5 and Z6 and supplied to the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier 1, a signal from which the opposite phase component of the power supply voltage fluctuation is removed appears at the output of the differential amplifier 1. . FIG. 3 shows a specific circuit diagram when the present invention is used as an audio amplifier. A resistor R31 is connected between the non-inverting input terminal (+) of the differential amplifier 11 to which the input terminal IN is connected and the ground, and the differential amplifier 1
1 is connected to the output side of the differential amplifier 11 via a 47 kΩ resistor R33. The + B power and the −B power are supplied to the differential amplifier 11. A speaker 12 is connected to the output of the differential amplifier 11. 47 is connected between the inverting input terminal (−) of the differential amplifier 11 and the ground.
A series circuit of a resistance R32 of 0Ω, a capacitor C31 of 47 μF and an impedance element Z3 composed of a resistance of 1Ω is connected. Capacitor C31 and impedance element Z3
As shown in the figure, an impedance element Z1 composed of a 75 Ω resistor, a 2200 pF capacitor and a 240 kΩ resistance, and an impedance element Z2 composed of a 2200 pF capacitor are connected between the connection point T3 of FIG. It is connected. As described above, in the present embodiment, the power fluctuations of the + B power line and the −B power line are determined by the impedance elements Z1 and Z3 and Z2 and Z3.
As a result, the voltage is divided and fed back to the input side of the differential amplifier 11, so that an output from which the power supply voltage fluctuation is removed is obtained. Incidentally, the waveform of the power supply ripple differs depending on the type of power supply circuit and the manner of wiring the power supply line, so that the influence on the amplifier output also varies. In addition, the waveform of the power supply ripple may fluctuate depending on the level of the input signal of the amplifier, and the frequency component included in the power supply ripple also varies. Therefore, in order to obtain a desired reproduction sound quality, there is a case where only unnecessary frequency components need to be largely attenuated. This demand is satisfied by the impedance elements Z1 to Z3 described above.
By appropriately changing the parameters of the constituent elements (resistance, capacitor, inductance, etc.). As described above, according to the power supply ripple suppression circuit of the differential amplifier of the present invention, the output voltage fluctuation due to the power supply voltage fluctuation (ripple) is independent of the amplification degree of the differential amplifier. In addition to the reduction, a desired frequency component of the power supply ripple can be selectively reduced, and when applied to an amplification stage of an audio device, a desired sound quality can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による差動増幅器の電源リップル抑圧回
路の第1の実施形態を示す回路構成図である。
【図2】本発明による差動増幅器の電源リップル抑圧回
路の第2の実施形態を示す回路構成図である。
【図3】本発明をオ−ディオ増幅器として用いた場合の
具体的回路図である。
【図4】従来のリップルノイズ抑圧機能をもつ増幅器の
一例を示す回路図である。
【符号の説明】
1,11 差動増幅器
12 スピーカBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of a power supply ripple suppression circuit of a differential amplifier according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the power supply ripple suppression circuit of the differential amplifier according to the present invention. FIG. 3 is a specific circuit diagram when the present invention is used as an audio amplifier. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a conventional amplifier having a ripple noise suppressing function. [Description of Signs] 1,11 Differential amplifier 12 Speaker
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−104602(JP,A) 特開 平6−232649(JP,A) 実開 昭62−57422(JP,U) 実開 昭56−152415(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03F 3/45 H03F 1/30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-104602 (JP, A) JP-A-6-232649 (JP, A) 152415 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H03F 3/45 H03F 1/30
Claims (1)
1の抵抗が接続され、反転入力端子と接地間には第2の
抵抗と第3のインピーダンス素子の直列回路が接続さ
れ、前記第2の抵抗と前記第3のインピーダンス素子の
接続点と、+電源ライン及び−電源ライン間には、それ
ぞれ第1のインピーダンス素子及び第2のインピーダン
ス素子が接続され、 前記+電源ラインの電圧は前記第1と第3のインピーダ
ンス素子で分圧されて前記差動増幅器の前記反転入力端
子に供給され、前記−電源ラインの電圧は前記第2と第
3のインピーダンス素子で分圧されて前記差動増幅器1
の反転入力端子に供給されるとともに、 前記第3のインピーダンス素子は、増幅器の増幅度に影
響を与えないように、前記第2の抵抗よりも十分に小さ
い値に設定されている ことを特徴とする差動増幅器の電
源リップル抑圧回路。(57) [Claims] (1)The differential amplifier is connected between the non-inverting input terminal of the differential amplifier and ground.
1 is connected between the inverting input terminal and the ground.
The series circuit of the resistor and the third impedance element is connected.
Between the second resistor and the third impedance element.
Between the connection point and the + and-power lines.
A first impedance element and a second impedance, respectively
Device is connected, The voltage of the + power supply line is equal to the first and third impedances.
The inverting input terminal of the differential amplifier
And the voltage of the power supply line is equal to the second and
3 is divided by the impedance element 3 and the differential amplifier 1
Is supplied to the inverting input terminal of The third impedance element affects the amplification of the amplifier.
Sufficiently smaller than the second resistance so as not to affect
Is set to a higher value Characteristic of the differential amplifier.
Source ripple suppression circuit.
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---|---|---|---|
JP20837895A JP3394116B2 (en) | 1995-07-24 | 1995-07-24 | Power supply ripple suppression circuit for differential amplifier |
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JPH0936674A JPH0936674A (en) | 1997-02-07 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7224217B2 (en) | 2004-03-26 | 2007-05-29 | Onkyo Corporation | Switching amplifier |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5050231B2 (en) * | 2007-02-09 | 2012-10-17 | 紀雄 清水 | Audio amplifier hum noise canceling device |
-
1995
- 1995-07-24 JP JP20837895A patent/JP3394116B2/en not_active Expired - Fee Related
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