(57)【要約】【課題】受信感度を改善する。【解決手段】受信装置１０は、受信アンテナ１２を備えている。受信アンテナ１２は、時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の電波のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４に出力する。高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、電気信号のそれぞれの周波数を含む通過域を有する。高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４の出力した信号は、周波数変換部１８において各入力周波数に対応した中間周波数の中間周波信号に変換される。周波数変換部１８の出力した中間周波信号は、中間周波フィルタ部を構成しているＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８によって雑音が除去される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、
前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、
前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、
前記高周波フィルタ部と前記中間周波フィルタ部との少なくともいずれかは、圧電基板にＳＨ波が励振されるＳＨ波ＳＡＷフィルタであることを特徴とする受信装置。
【請求項２】
時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、
前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、
前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、
前記高周波フィルタ部は、前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数に対応した通過域を有する複数の高周波帯域フィルタを有し、前記複数の高周波帯域フィルタが並列接続してあることを特徴とする受信装置。
【請求項３】
時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、
前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、
前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、
前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、
前記中間周波フィルタ部は、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数に対応した通過域を有する複数の中間帯域フィルタを有し、前記複数の中間帯域フィルタが並列接続してあることを特徴とする受信装置。
【請求項４】
請求項２に記載の受信装置において、
前記中間周波フィルタ部は、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数に対応した通過域を有する複数の中間帯域フィルタを有し、前記複数の中間帯域フィルタが並列接続してあることを特徴とする受信装置。
【請求項５】
請求項４に記載の受信装置において、
前記高周波帯域フィルタと前記中間周波帯域フィルタとは、圧電基板にＳＨ波が励振されるＳＨ波ＳＡＷフィルタであることを特徴とする受信装置。
【請求項６】
請求項１または５に記載の受信装置において、
前記圧電基板は、水晶基板であることを特徴とする受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受信装置に係り、特に周波数偏移変調（Frequency Shift Keying：ＦＳＫ）された信号を受信するのに好適な受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電基板に生ずる弾性表面波（Surface Acoustic Wave：ＳＡＷ）素子を用いた弾性表面波フィルタ（ＳＡＷフィルタ）は、各種の電子機器に利用されるようになってきている。ＳＡＷ素子は、高周波に対応することができ、小型で量産性に優れている。このため、近年、高速、高周波化が著しい通信分野にＳＡＷフィルタが広く採用されている。このＳＡＷフィルタは、キーレスエントリーシステムなどに広く用いられている通信方式の１つであるＦＳＫ（周波数偏移変調）を利用した送受信機にも用いられている。
【０００３】
従来のＳＡＷフィルタは、一般にＳＴカットと呼ばれるカット角の水晶基板を用いたＳＡＷ素子からなっている。このＳＴカット水晶板からなるＳＡＷ素子を用いたＳＡＷフィルタ（以下、ＳＴ−ＳＡＷフィルタということがある）は、周波数温度特性に優れており、周囲温度の変化に対する周波数安定性がよく、通過域の変動などを生ずることがない。この従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタは、例えば２値ＦＳＫの受信装置のアンテナに接続し、いわゆるアンテナフィルタである高周波フィルタとして用いられることがある。
【０００４】
ＳＴ−ＳＡＷフィルタをアンテナフィルタとして使用する場合、図６に示したように、デジタル信号の「０」と「１」とに対応させた周波数ｆ１と周波数ｆ２とを含む通過帯域幅Ｗを有するものが使用される。しかし、ＳＴ−ＳＡＷフィルタは、周波数安定性に優れているが、通過帯域幅Ｗが広い。このため、従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタを用いた受信装置は、感度が低下する。また、ＳＴ−ＳＡＷフィルタは、通過帯域幅が広いため、混信のない充分な通信品質を確保できるように、通信に使用する電波のバンド幅を大きくする必要があり、電波の利用効率を低下させる。そこで、通過帯域幅の広いＳＡＷフィルタを用いることによる欠点を解消するために、ＡＴカット水晶基板を用いた水晶フィルタを使用して通過帯域幅を狭帯域化して、通信感度の向上を図った受信装置がある（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−３０４７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようにＳＡＷフィルタに代えて水晶フィルタを用いることにより、通過帯域を狭めることができ、受信信号の雑音（ノイズ）を低減することができる。しかし、ＡＴカット水晶基板からなる水晶フィルタは、ドライブレベル依存性が大きい。このため、入力する信号の強さによって通過域が変動する可能性があり、高精度なフィルタの設計が困難であり、受信装置の性能が低下する。
【０００６】
本発明は、受信感度を改善することを目的としている。
また、本発明は、電波の利用効率を向上できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る受信装置は、時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、前記高周波フィルタ部と前記中間周波フィルタ部との少なくともいずれかは、圧電基板にＳＨ波が励振されるＳＨ波ＳＡＷフィルタであることを特徴としている。
【０００８】
フィルタを通過した信号の雑音レベルは、一般にフィルタの通過帯域幅に比例する。すなわち、フィルタを通過した信号の雑音レベルは、フィルタの帯域幅が広ければ広いほど大きくなる。そして、圧電基板にＳＨ波が励振されるＳＨ波ＳＡＷフィルタは、従来のＳＴカット水晶基板を用いたＳＡＷフィルタに比較して、周波数の通過帯域幅を大幅に狭くすることができる。したがって、高周波フィルタ部と中間周波フィルタ部とのいずれかをＳＨ波ＳＡＷフィルタとすることにより、フィルタを通過した信号の雑音レベルを低下させることができる。このため、受信対象となる信号に対するノイズのレベルが低くなり、ＳＮ比が改善して受信感度を高めることができる。また、フィルタの通過帯域幅を狭くすることができるため、通信に必要とするバンド幅を狭くすることができ、電波の利用効率を向上することができる。そして、ＳＡＷフィルタは、ドライブレベル依存性が小さくて入力する信号の強度により通過域の変動がなく、フィルタの設計が容易で、高精度な受信装置とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る受信装置は、時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、前記高周波フィルタ部は、前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数に対応した通過域を有する複数の高周波帯域フィルタを有し、前記複数の高周波帯域フィルタが並列接続してあることを特徴としている。
【００１０】
このようになっている本発明は、高周波フィルタ部を、信号入力部が出力する受信対象となる複数の周波数のそれぞれに対応した通過域を有するフィルタを並列接続して構成したことにより、高周波フィルタ部を通過した信号の雑音レベルが低下し、受信装置の受信感度を向上することができる。すなわち、並列接続した複数の高周波帯域フィルタの個々の通過帯域幅を狭くすることができ、通過帯域幅に比例する雑音レベルを低下させることができる。
【００１１】
さらに、本発明に係る受信装置は、時間軸上の異なる位置において入力した、相互に周波数の異なる複数の入力信号のそれぞれを、入力周波数に対応した周波数を有する電気信号として出力する信号入力部と、前記信号入力部が出力した前記各電気信号のそれぞれの前記周波数を含む通過域を有する高周波フィルタ部と、前記高周波フィルタ部を通過した前記電気信号の各周波数を前記入力周波数に対応させた所定の中間周波数の中間周波信号に変換して出力する周波数変換部と、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数を含む通過域を有する中間周波フィルタ部とを有する受信装置において、前記中間周波フィルタ部は、前記周波数変換部が出力した前記各中間周波信号のそれぞれの前記中間周波数に対応した通過域を有する複数の中間帯域フィルタを有し、前記複数の中間帯域フィルタが並列接続してあることを特徴としている。
【００１２】
このようになっている本発明は、中間周波フィルタ部を構成している複数の中間帯域フィルタの各通過帯域幅を狭くすることができ、雑音レベルが低下して受信装置の受信感度を向上することができる。
【００１３】
高周波フィルタ部と中間周波フィルタ部との両方を、それぞれ複数の帯域フィルタを並列接続して構成してよい。これにより、一層感度の改善を図ることができる。そして、高周波帯域フィルタと中間周波帯域フィルタとは、圧電基板にＳＨ波が励振されるＳＨ波ＳＡＷフィルタを用いて構成できる。各帯域フィルタをＳＨ波ＳＡＷフィルタによって構成することにより、ＳＴ−ＳＡＷフィルタより通過帯域の狭いフィルタとすることができ、受信感度の向上と電波の利用効率の向上とを図ることができる。また、フィルタのドライブレベル依存性が小さく、入力する信号の強度によって通過域が変動することがなく、フィルタの設計が容易であって、高精度な受信装置とすることができる。圧電基板は、水晶基板でよい。ＳＡＷフィルタの圧電基板として水晶基板を用いることにより、周囲温度の変化に対する周波数安定性に優れ、通過域の変動などがなく高精度な受信装置とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係る受信装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る受信装置の概略ブロック図である。なお、以下の実施形態においては、２値ＦＳＫの受信装置を例にして説明する。図１において、受信装置１０は、無線通信用の受信装置であって、信号入力部としての受信アンテナ１２を備えている。受信アンテナ１２は、電波として到来（補足）した入力信号を電気信号に変換して出力する。
【００１５】
電波として入力した信号は、実施形態の場合、２値ＦＳＫ（周波数偏移変調）信号であって、デジタル信号の「０」に対応した周波数ｆ１と、「１」に対応した周波数ｆ２とからなっている。これら周波数ｆ１、ｆ２の信号は、時間軸上の異なる位置において受信アンテナ１２に到来する。そして、受信アンテナ１２は、電波と同じ周波数ｆ１、ｆ２に対応した周波数、すなわち周波数ｆ１、ｆ２の電気信号（電気回路エネルギー）に変換して出力する。
【００１６】
受信アンテナ１２の出力側には、高周波フィルタ部が接続してある。高周波フィルタ部は、実施形態の場合、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４によって構成してある。また、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４の出力側には、高周波増幅器１６が設けてある。高周波増幅器１６は、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４を通過した高周波信号を増幅し、後段の周波数変換部１８に出力する。周波数変換部１８は、高周波増幅器１６が増幅した信号が入力するミキサ２０を備えている。このミキサ２０には、発振器（局部発振器）２２が接続してある。発振器２２は、実施形態の場合、発振回路２４と、水晶振動子２６などの圧電振動子とからなっている。発振回路２４は、水晶振動子２６を励振し、所定周波数の高周波信号をミキサ２０に入力する。
【００１７】
ミキサ２０は、高周波増幅器１６から入力した信号と、発振器２２から入力した信号とを乗算し、周波数ｆ１、ｆ２の高周波信号を中間周波数の中間周波信号に周波数変換して中間周波フィルタ部であるＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８に出力する。ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８は、周波数変換部１８の出力信号から雑音成分を除去し、周波数ｆ１、ｆ２のそれぞれに対応した所定の中間周波数の中間周波信号を透過させてＩＦ増幅器３０に送出する。ＩＦ増幅器３０は、ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８の出力した中間周波信号を増幅してデジタル信号出力部３２に入力する。デジタル信号出力部３２は、入力した中間周波信号を「０」と「１」とのデジタル信号に復調し、図示しない制御装置や演算装置に「０」または「１」を出力する。
【００１８】
受信アンテナ１２の出力側に接続した実施形態の高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、ＳＡＷ素子を構成している圧電基板が水晶基板からなっている。水晶基板は、すだれ状に形成されたＩＤＴによってＳＨ波が励振されるカット角を有している。すなわち、図２に示したように、ＳＨ波ＳＡＷ素子４０の水晶基板４２は、回転Ｙカット水晶板のカット角θを、Ｚ軸周りに反時計方向に−６４°＜θ＜−４９．３°回転させた水晶板からなっている。そして、回転Ｙカット水晶板を−６４．０°＜θ＜−４９．３°回転させた水晶板（水晶基板４２）の、面に沿ったＸ軸に直交した軸をＺ´軸とした場合、すだれ状電極からなるＩＤＴ４４は、Ｚ´軸に沿って形成してある。このため、ＳＨ波ＳＡＷ素子４０は、ＩＤＴ４４を構成している一対の櫛型電極間に信号電圧を印加すると、水晶基板４２にＳＨ波が励振され、水晶基板４２のＸ軸に直交したＺ´軸に沿って伝播する。したがって、水晶基板４２のカット角は、オイラー角を（φ，θ，ψ）としたオイラー角表示で（０°、２６．０°〜４０．７°、９０°）となっている。なお、図２において、相互に直交した３軸は、それぞれ水晶結晶の結晶軸を示し、Ｘ軸が水晶結晶の電気軸、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光軸である。
【００１９】
このＳＨ波ＳＡＷ素子４０からなる高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、図３に示したように、周波数ｆ１、ｆ２を含む通過域を有している。そして、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、通過帯域幅４６を従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタに比較して大幅に狭くすることができる。このため、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、通過した電気信号の雑音レベルを従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタを使用した場合に比較して大きく低下させることができる。したがって、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４を通過した信号のＳＮ比が改善し、受信装置１０の感度を向上することができる。しかも、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、通過帯域幅４６を狭くすることができるため、通信に必要とする電波のバンド幅を狭くすることができ、電波の利用効率を向上することができる。また、上記のようなカット角を有する水晶基板４２からなる高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ１４は、ＡＴカット水晶基板からなる水晶フィルタのようにドライブレベル依存性が大きくないため、受信アンテナ１２に入力する信号の強弱によって通過域や通過帯域幅が変動するようなことがなく、フィルタの設計が容易で、高精度な受信装置とすることができる。
【００２０】
なお、ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８を構成している水晶基板も上記のようなカット角からなる水晶板から構成してある。したがって、ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ２８においても、従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタに比較して通過帯域幅を狭くすることができ、受信装置１０の感度をより向上することができる。
【００２１】
図４は、第２実施形態に係る受信装置の概略ブロック図である。この第２実施形態に係る受信装置５０は、受信アンテナ１２の出力側に設けた高周波フィルタ部５２と、周波数変換部１８の出力側に接続した中間周波フィルタ部６２とが第１実施形態と異なっている。他の構成は、第１実形態と同様である。
【００２２】
すなわち、受信装置５０は、受信アンテナ１２の出力側に接続した高周波フィルタ部５２が一対の高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５４、５６を並列接続して形成してある。これらの高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５４、５６は、ＳＡＷ素子を構成している水晶基板が前記したカット角を有する水晶板からなっている。そして、各高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５４、５６は、それぞれ周波数ｆ１、ｆ２に対応した通過域を有している。すなわち、高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５４、５６のいずれか一方、例えば高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５４は、図５に示したように、通過域に周波数ｆ１を含んでおり、周波数ｆ１の信号を通過させるが、周波数ｆ２の信号は通過できないような通過帯域幅５８を有している。また、他方の高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ５６は、通過域に周波数ｆ２を含み、周波数ｆ１は通過しないような通過帯域幅６０を有する。
【００２３】
周波数変換部１８の出力側に設けた中間周波フィルタ部６２も高周波フィルタ部５２と同様に構成してあって、一対のＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ６４、６６の並列接続によって構成してある。これらのＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ６４、６６は、ＳＡＷ素子を構成している水晶基板が前記したカット角を有する水晶板からなっている。そして、例えばＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ６４は、周波数ｆ１に対応した中間周波信号の中間周波数を含む通過域を有し、周波数ｆ２に対応した中間周波信号を通過させないようにしてある。他方のＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ６６は、周波数ｆ２に対応した中間周波信号の中間周波数を含む通過域を有し、周波数ｆ１に対応した中間周波信号を通過させないようにしてある。
【００２４】
このようになっている第２実施形態の受信装置５０は、各ＳＨ波ＳＡＷフィルタの通過帯域幅が第１実施形態の通過帯域幅より狭くなっているため、受信装置５０の感度をより向上させることができる。なお、第２実施形態においては、２値ＦＳＫ信号に対応させて高周波フィルタ部５２と中間周波フィルタ部６２とを、それぞれ一対のＳＨ波ＳＡＷフィルタを並列接続して形成したが、４値ＦＳＫの場合には４つのＳＨ波ＳＡＷフィルタを、８値ＦＳＫの場合には８つのＳＨ波ＳＡＷフィルタを並列接続する。
【００２５】
上記実施形態は、本発明の一態様であって、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態においては、受信アンテナ１２に接続した高周波フィルタ部と、周波数変換部１８の出力側に接続した中間周波フィルタ部とのいずれもＳＨ波ＳＡＷフィルタによって構成した場合について説明したが、いずれか一方だけをＳＨ波ＳＡＷフィルタによって構成し、いずれか他方をＳＴ−ＳＡＷフィルタによって構成してもよい。また、前記実施形態においては、受信装置に入力するＦＳＫ信号が電波である場合について説明したが、ＦＳＫ信号は光信号や超音波信号であってもラインを介して入力する電気信号であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る受信装置の概略ブロック図である。
【図２】実施の形態に係るＳＨ波ＳＡＷ素子を形成する水晶基板のカット角の説明図である。
【図３】実施の形態に係るＳＨ波ＳＡＷフィルタの通過帯域幅を説明する図である。
【図４】第２実施形態に係る受信装置の概略ブロック図である。
【図５】第２実施形態に係るＳＨ波ＳＡＷフィルタの通過帯域幅を説明する図である。
【図６】従来のＳＴ−ＳＡＷフィルタの通過帯域幅を説明する図である。
【符号の説明】
【００２７】
１０、５０………受信装置、１２………信号入力部（受信アンテナ）、１４………高周波フィルタ部（高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ）、１８………周波数変換部、２０………ミキサ、２２………発振器、２８………中間周波フィルタ部（ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ）、３２………デジタル信号出力部、４０………ＳＨ波ＳＡＷ素子、４２………水晶基板、４４………ＩＤＴ、５２………高周波フィルタ部、５４、５６………高周波用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ、６２………中間周波フィルタ部、６４、６６………ＩＦ用帯域ＳＨ波ＳＡＷフィルタ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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