4-20mA 电流变送器的工业控制应用- 德州仪器厂商_在线座谈

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主题：4-20mA 电流变送器的工业控制应用
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[问：sky2005]	4-20mA的模拟信号在工业应用中会存在只能点对点的应用，而现在比较流行的是现场总线实现数字话传输。所以对于模拟的传感器或仪表，将模拟信号转变为数字信号进行传输，这样在传输效率、抗干扰、以及步线的成本方面都有着4-20mA无可比拟的优势。请问专家的看法如何？谢谢！！
[答：SJXu]	现在数字传输越来越多，基于HART协议4~20mA电流同时叠加fsk信号同时传输模拟信号与数字信号。目前，所有的4-20mA信号，在工业标准中经常采用，其成本比较低，抗干扰性好，可靠性高。	[2005-6-7 10:38:40]
[问：gq_300]	电流变送器与普通的电流霍尔传感器件什么不同？
[答：SJXu]	霍尔传感器是传感的器件，而电流变送器是将传感器产生的信号直接转换为4~20mA信号进行传输，因此它们两个一个是传感器一个是电流变送器。	[2005-6-7 10:39:37]
[问：hime_chen]	4~20mA信号是否存在温漂？如何解决？
[答：SJXu]	实际上，4~20mA信号内部是用集成电路芯片来制作的。集成电路芯片随着温度的变化在遇上放大器、电压到电流的转换时是会存在温漂，但这种温漂如果在TI公司生产的PGA309中，因PGA309中采用的是零漂移的仪表放大器作为前置放大，同时PGA309中还有温度的校准，它是每采一个温度点来查表，进行温度满度或色调电压的校准，从而解决温度的漂移问题。	[2005-6-7 10:40:15]
[问：hechuanhc]	请问这种4-20mA电流回路为什么比其它电路更具有抗抗干扰性能？？请作较细的讲解？（新手入门）
[答：HChen]	一般的如果做电流回路而言的话，电流对外部的干扰有免疫的功能，那吗如果相对于其他电路而言，例如当用电压作为传输信号时，容易受到线路上的损耗：如压降，或者共模电压以及一些外部噪声的干扰，由此电流环路具有较强的抗干扰能力。	[2005-6-7 10:41:41]
[问：mailliliang]	XTR108和PGA309和上位机传输的速度是多少?它们之间传输采用的通信协议是什么?
[答：SJXu]	XTR108和PGA309是采用外挂的一方来进行校对，对应数字化校准从而避免使用电位器。我想这位先生主要想要知道如果他采用XTR108和PGA309在后面加一个单片机这样来完成实时数据的接收的速度，具体数据可见TI手册.前者的传输协议因外挂的是一个两线制I2C ，可以将其看作是I2C总线，后者可以做SPI或者是用异线的方法来进行传输。	[2005-6-7 10:42:51]
[问：austoyms]	通常变送器的电流信号都要转换成直流电压，且为0~5V。请问转换电路怎样设计既调试方便又能满足一般精度要求。
[答：SJXu]	通常变送器的电流信号都要转换为直流电压，且为0-5v后经AD转化为数字电压。当转化为0-5v电压时，TI有一芯片叫RCV420,它可以将4~20mA信号直接转换为0-5v的输出。但现在由于后面的AD转换器都是很高位数的：16位或24位，如果直接是250欧姆的电阻，4~20mA流过时产生1-5v电压，将直接对1-5v转换，因为他们觉得20%的精度对于整个测量系统没有任何影响。因为本身可能有20位的AD转换器，所以不需要在乎这个20%了，我是这样认为的。	[2005-6-7 10:44:32]
[问：mcf5307]	对于4-20mA 电流变送器有什么好的电源方案吗？一般情况下，5-12VDC外界电源比较常见，怎样用12VDC以下电源供电情况下也能正常工作
[答：SJXu]	若4~20mA芯片的工作电压在7.5v或8v左右，用12v电源减去8v电源相当于一个4v的电压，如果需外接一个负载，就考虑负载20mA时的压降与芯片本身工作时需要的电压来选择电源。如果真的是12v电源的时候，这就意味着在你的后面，你只能够有小于4v的电压来作为一个压降，这时候需要考虑到长线电阻的压降，还有本身电流转化为电压的压降。像RCV420里面是75欧姆的电阻，当20mA电流流过时，产生1.5v压降，然后它再转换成0-5v的输出。这样的话就需考虑在导线电阻上可能要允许3v以上的压降。	[2005-6-7 10:46:04]
[问：ljd166]	如何用PWM信号控制4-20MA电流
[答：SJXu]	用PWM信号控制4-20MA电流很常用，通常采用一个单片机放在前面对传感器进行测量，测量好把模拟信号转换成数字信号，但是它内部不包含DA转换器，它是用一个PWM信号来输出。像TI的XTR115芯片，它包含一个典型电路：把pwm信号经整流滤波后直接输出一个4~20mA的信号输出。因此可以直接使用Ti的XTR115或116，就可以完成电路的控制。	[2005-6-7 10:47:34]
[问：mailliliang]	XTR108和PGA309的A/D,D/A转换精度是多少
[答：HChen]	其实XTR108、PGA309内部不包含AD\DA的，它的转换精度应该主要是把内部的电流激励信号通过内部传感器的电阻进行电压变换的精度，因此XTR108、PGA309的精度主要取决于传感器的精度。	[2005-6-7 10:48:41]
[问：sophyshen]	应该采取那些措施实现4-20mA变送器的信号的隔离.谢谢
[答：SJXu]	实现4-20mA变送器信号的隔离可以采用以下方法实现：现在若有24V电压供给一个XTR115的芯片，XTR115内部可以将24V电压直接转换为一个5V稳压电压输出，对这个5V的稳压电压进行展波，经过一个脉冲电压器由此可以向前面提供一个隔离电源，然后再把模拟信号转换成数字信号再经过一个隔离以后再提供给XTR115，再进行长线传输，这个时候就完成了模拟信号到4-20mA环路里面的隔离。如果对4-20mA的传输变送器不进行隔离的话，也可以在接收端加一个RCV420将电流转换成电压，再经过一个ISO124隔离放大器进行隔离，同时再经过一个DC/AC转换器向电路进行退电供电，这时也可以完成对4-20mA变送器信号的隔离。	[2005-6-7 10:49:30]
[问：东走西顾]	变送器传输过来的信号应该怎么处理？是不是先要经过电流－电压的变化然后再到AD？对ADC的选择有无什么特殊的考虑？
[答：HChen]	变送器传输信号主要是一个电流信号，如果要采集它一般要经过电流到电压的转换，这个TI有一个RCV420可以实现转换，而后面ADC的选择主要根据个人对信号精度的要求来考虑的。	[2005-6-7 10:52:29]
[问：kfggx]	有无输入电压可随意调谐的4-20mA变送器芯片？
[答：SJXu]	有输入电压可随意调谐的4-20mA变送器芯片：就是说如果前面的输入电压发生变化时，有很多输入电压的范围里面，它是要转换成一个4-20mA的芯片。如果是PT100时，因为PT100前面有6个模拟开关，如果一组做一个变送器当它的范围在发生变化时可以通过选择不同的开关、选择不同量程的电阻来扩展一个范围。如果采用PGA309时，当电压变化范围很大时，因为PGA309内部包含可编程增益放大器，可以把增益的参数从外面的一方直接调进来，这样就可以满足宽输入电压范围的要求。	[2005-6-7 10:53:12]
[问：zy22zyy122]	4~20mA电流变送器的安全隔离应该怎样实现？
[答：SJXu]	4~20mA电流变送器的安全隔离可以看作是两个部分：一个是接收端的隔离，一个是变送器端的隔离。通过这两端都可以完成变送器隔离的功能。	[2005-6-7 10:54:46]
[问：eric_chuang1]	為何電流傳送器之通用規格為4~20mA，而不是其他？例如0~10mA>
[答：SJXu]	电流传送器有4~20mA也有0~10mA的，但后者使用时一般距离比较近，例如用于控制阀门之类，当需要从0mA开始对位置进行控制时会采用0~10mA的。但是4~20mA是采用长线传输的，因为是长线，如果是采用0~10mA，在低的时候易受到地线的干扰，因此大多采用4~20mA。另外，如果在远端的时候、在两线传输的时候，当要对芯片进行供电时，如果是0~10mA完全反映信号的变化这样会影响前面芯片的供电，会产生问题。所以一般在远端的时候或者要进行供电的时候一般采用4~20mA变送器。	[2005-6-7 10:55:23]
[问：bjfzy]	有无带隔离的4-20mA电流变送
[答：SJXu]	有，因为在过去，BB的时候有一个型号叫iX100的就是带隔离的4~20mA变送，但是现在这个产品已经不生产了。现在没有带隔离的4~20mA的变送器芯片，但是我们的客户可以用我们的XTR110、115这种类型的芯片来完成4~20mA信号的隔离，但要自己设计线路。	[2005-6-7 10:56:58]
[问：chqjsj]	接收2线制4-20mA信号与3线制4-20mA信号,在接收方式和信号处理上有何不同,要注意些什么问题?
[答：SJXu]	2线制4-20mA信号与3线制4-20mA信号的接收，在接收方式上就是说，如果是2线制4-20mA信号它是由接收端向SPI端提供电源，它是通过电源线经过4~20mA信号线来提供电源的。3线制4-20mA是由发生端（SPI)一端来提供电源的，所以说它们提供的电源是不同的，一个是从接收端一个是从远端来提供电源的。它们在信号处理上都是要将电流信号转换成电压信号，然后再经过AD转换器，这时候就牵扯到一个问题：怎样向2线制变送器提供电源，一般在工业上，它们会加一个推电器，就是在接收端同时提供一个24V的电源，通过4~20mA电流线向远端进行供电。	[2005-6-7 10:58:00]
[问：logix]	有xtr108eeprom的调节使用的例子，包括程序吗？
[答：HChen]	像xtr108eeprom或是PGA309这种数字调节的变送器的芯片可以在TI的网上通过打进XTR108可将资料调出来，里面就有例程。如果你需要这个的时候可以向TI申请，包括点火板及应用程序。如果你在使用XTR108时，因为XTR108有两块板，一个是传感器的接口板、一个是PC接口板，是可以直接通过232与你的PC机相连的。当你的变送器做好以后，可以将通信的线连到那个PC接口板上面，可以直接利用TI提供的程序对它进行调试、调整。当调好以后，可以用它直接把你的结果通过PC机、通过232口PC的接口板写到你的eeprom里面去，这样可以很方便的完成调试。就是说你在做产品的时候，虽然产品做好了，但没有调试，这样的话你可以通过TI提供的程序来直接进行调试，来进行数据的固化。	[2005-6-7 10:59:29]
[问：redstarsy]	请问如何抑制输出电流的漂移
[答：SJXu]	一方面要看前面选择的器件，要选择漂移小一点的，或者是采用XTR108：它是采用零漂移的仪表放大器作为前接放大的。或者可以采用PGA309如果是采用压力传感器或是其他传感器时，它可以采用温度补偿的方法来对漂移进行补偿。因为电漂移最主要是指温度的漂移方面，所以我觉得用这几种方法（数字校准的方法）可能会满足这方面的要求。	[2005-6-7 11:01:41]
[问：zy22zyy122]	0~3mA的电流信号，精度误差为±0.3mA,需要线性的变送二线制4～20mA模拟信号，请问怎样选择变送芯片，电路上怎样实现？
[答：SJXu]	如果输入是0~3mA的电流信号，它可以经过一个电阻，通过这个电阻产生变成一个电压信号，然后通过XTR那个芯片，就直接是把一个电压信号转换成一个电流信号，这就满足流过0~3mA的电流回路不加入整个4~20mA里面，所以说它对4~20mA信号是不会有影响的。这时候可以单独把电压的信号直接转换成一个4~20mA的信号。像是TI很多的XTR芯片或者PGA之类的这种309之类的芯片，都可以满足这种要求的。	[2005-6-7 11:04:57]
[问：nfsfan]	目前传感器的非线性校正是如何实现的？
[答：SJXu]	传感器的非线性校正，实际上我们在讲座里讲的那个RTD的非线性还有就是桥路的那个非线性，所以他们这种非线性，很多种非线性实际上都是一个两界的系统，它们就是在TI的芯片里面它采用一个仪表放大器把传感器的信号直接转换成一个电压信号，根据电压信号的大小来反馈、控制电流源或者是电压源来完成非线性校正。	[2005-6-7 11:06:07]
[问：svwf1982]	请问：如果我们需要4-20MA转化成0-5V 然后再隔离输出0-5V的信号你们的产品能做到吗？那种器件，谢谢了
[答：SJXu]	这个问题就是把电流信号转换成一个隔离的0~5V输出，实际上我们没有一个单一的芯片来完成这个功能，但可以用RCV420将4-20MA信号转化成0-5V，然后再经过一个隔离放大器，ISO124将0~5V信号在隔离以后转换成0~5V输出，由此就满足了要求。在这里可能会用到RCV420还有ISO124还有一个DC/AC转换器，如DCP010515DDP，用三个器件来完成隔离。	[2005-6-7 11:07:24]
[问：zidaozhou]	XTR108是放在现场端，它的实时在线编程如何实现。
[答：HChen]	XTR108有SPI接口，它有两个片选端，一个是eeprom里面，另一个我们可以用单片机控制它，那吗首先你要实时校正时，可以用单片机来对它进行校正，然后另一个可以将校正数据存放在eeprom里面,这样也可以实现校正.	[2005-6-7 11:08:37]
[问：logix]	当用它作应变采集时，应变片的阻值不同，有120Hmo，350HOm等，能自动校准吗，还有温漂等
[答：HChen]	一般来说，像我们这些电流变送器，带有不同的传感器电阻一般是不能进行校正的，我们能校正的只是有些温漂。	[2005-6-7 11:09:38]
[问：lijin_as]	是否有办法从4-20mA 线缆中取电，同时又不影响模拟信号的转换和采集结果？
[答：SJXu]	如果是2线制的时候，因为是通过电源来向远端的SPI 芯片来进行供电的，如果采用的是XTR115时，或者是有些XTR的其他芯片时，他都可以把24V电源转换成一个稳压电源的信号。稳压电源的信号一般都是5.1V的信号，使用5.1V的信号对前面的芯片进行供电，这时候应该没有这种问题的，TI的XTR芯片就专门考虑了这个问题，所以在芯片内部提供了一组稳压电源来提供你前面的电路供电。因为这个整个电路的供电它是考虑的电源的问题，所以不会影响模拟信号的转换和采集结果的。	[2005-6-7 11:10:21]
[问：k183217]	现在市场上的变送器是否有数字输出接口，比如RS-485或者RS－232通讯接口？技术是否成熟？有何缺陷？
[答：SJXu]	现在市场上的变送器喜欢用标准的485或232通讯接口来传输，这个产品其实是很早以前就有的，我觉得应该在十年左右就应该有这种产品了，像过去的这种模块之类的，它们把现场的信号模拟成传感器的信号，直接传数字量，然后经过485来进行传输，这是比较多的。就是如果你是用TI的芯片，像是MSC12XX，它内置8052\8952里面带16位或24位AD转换器及通信接口输出，如果用它来做的话，很容易把它做成一个485、232通信接口的数字变送器芯片。	[2005-6-7 11:11:43]
[问：liuxiangxi]	4-20mA 电流变送器通信协议是HART通信协议吗？
[答：SJXu]	4-20mA 电流变送器通信协议与HART通信协议是两个完全不同的概念，4-20mA 电流变送器通信协议是把模拟信号调零再用于长线传输的，HART通信协议实际上是兼顾了4~20mA的模拟信号的传输与数字通讯的，它是在4~20mA的模拟信号上面叠加了一个FSK信号来进行数字传输的。我们TI的芯片，像XTR115\XTR116它是个电压到电流的转换，你可以很方便的把FSK的信号调制在芯片里面，因为XTR115是可以把电流变流然后可以经过一个电阻把FSK信号迭加进去，从而满足了HART协议来传输信号。	[2005-6-7 11:13:08]
[问：gq_300]	电流变换器的输出还要用其他电路把信号转化为电压信号吗？
[答：HChen]	一般电流变送器的电流只是用作信号的传输，实现你现场的一些传感器信号通过电流变成20mA中间电流的某一个值，如果你要继续通过数字信号来识别信号，我们一般是把电流信号转换为电压信号，然后再通过一个ADC来转化为数字信号来进行识别的。	[2005-6-7 11:14:35]
[问：skybgs]	各位专家:请问:4-20mA 电流变送器的信号传输过程中,如何有效地防止各类电磁的,过电压的以及静电对于接受装置造成的干扰.在电流变送器或者系统故障状态,可否实现事故信息追忆功能.
[答：SJXu]	如果有电磁的干扰，首先说电磁的发射，当传感器接入的时候如果我们XTR芯片如果是一个很高的输入阻抗的时候，这时候电磁干扰有可能介入信息来干扰，可以加一些电阻电容进行滤波，因为TI有一些应用电路有这方面的介绍，大家可以参考一下。过电压的时候，4~20mA的长线输出的时候，你可以借助36V的稳压块，来进行过电压保护，如果极型接反的时候，可以在输入回路里面加一个整流桥堆来对极型进行调整，从而避免这种情况的发生。	[2005-6-7 11:18:29]
[问：sq2003]	请问如何实现在接收端的电流转换成电压方式以便于ADC转换？主要是精度。是否能给一个具体例子，谢谢！
[答：SJXu]	如果将4~20mA电流转换成电压再经过ADC转换时，TI有一个专用芯片RCV420，它里面采用的是一个精密的电子网络还有一个精密比例的运算放大器，还有一个精密的基准电压器，即10V的基准电压，这个10V基准电压大概是5个或10个TTN的温度系数，用这个片子就可以很精确的将前面的4~20mA电流转换成一个电压输出。	[2005-6-7 11:19:41]
[问：eric_chuang1]	請問如何解決傳送時所受之溫度影響？
[答：SJXu]	实际上温度上的影响分为两个部分，一个部分是传感器受温度的影响，还有本身内部的集成电路受温度的影响。在数字校正传感器里面就是PGA309，它带有完整的温度校准方法，它采用数字温度校准的方法来进行温度补偿。如果你是采用一般性的芯片时，要考虑对传感器温度进行模拟的温度校准，还有你要采用后面芯片的时候，你要考虑芯片随着温度的漂移、满度的漂移从而进行整个方案的设计。	[2005-6-7 11:20:30]
[问：logix]	请问这些器件价格如何？在哪可以购买？
[答：SJXu]	可以通过TI的代理来购买，我们是科汇亚太，是德州仪器做HPI产品的代理。可以通过我们或者是TI的其他代理都可以买到这些器件。	[2005-6-7 11:21:30]
[问：mashilin]	在选择压力传感器时，4-20mA两线制方式是否要比三线制0-10V输出具有更好的抗干扰能力？谢谢！
[答：SJXu]	如果4-20mA的传输线通过电流来传输的时候，传输信号的电阻压降是对电流没有影响的，因为电流总是要流到你的负载上面，电流是不会发生变化的。若采用电压的传输方法的时候，那吗传输线上的电阻会产生一个压降，真正的信号到你的接收端的时候实际上已经衰减了。如果使用一个高输入阻抗，这时候传输线会受到电磁的干扰，所以说再经过长线传输的时候，电流的抗干扰能力会比电压好的多。	[2005-6-7 11:22:11]
[问：svwf1982]	那么两线制无源4-20mA的隔离主要用于那种场合呀？
[答：SJXu]	作为一个隔离器主要用在高共模或干扰的环境下，如果信号不隔离，在系统采接端若不经过隔离，现场的各种强电压或者高共模的信号对接收端会产生冲击，有可能会损坏整个系统。在这种干扰特别严重的场合，应该是需要隔离。过去他们讲，如果没有隔离，就没有现场信号的采集，所以说，在工业的现场很强调采用隔离的方法进行隔离。	[2005-6-7 11:23:34]
[问：zidaozhou]	以前在使用RCV420时，它需要10V的精密的电源，这样使用起来不是很方便，请问如何解决这个问题。
[答：SJXu]	我认为在使用RCV420时不需要10V的精密的电源，你只要供给它一个电源，它内部应该会产生一个10V的精密的基准电源，它里面是采用电子网络或者是比例运放，已经把电流转换成0~5V了，除此以外，它内部的精密的基准电压也还可以提供其他电路应用。	[2005-6-7 11:25:03]
[问：svwf1982]	那么请问4-20MA转化成0-5V时，小于4MA 时会不会低于0V
[答：SJXu]		[2005-6-7 11:25:27]
[问：dvd_ding]	有没有串行接口,出来就是4-20MA,最好能出来0-20MA;类似于ADI的AD420,但AD420太贵,外围东东太多.
[答：SJXu]	AD420是一个专用的带有HART协议的，带数模转化器的4~20MA传输的，现在它把里面一个DA转换器与一个电压到电流的转换组合在一起。但是也可以很容易用TI的产品来完成这个功能。可以用一个XTR110，它是一个很廉价的电压到电流的转换，前面或者用一个DA转换器，或者用一个PWM的信号来完成DA转换。将FSK信号直接经过一个电阻接到XTR115的输入端，这样就可以满足HART协议来替换ADI420，这时的成本应该是很低的，应用也很方便。	[2005-6-7 11:25:57]
[问：xuanniao]	使用该变送器时，是否需要通过控制器对其进行编程？其自身是否具有自校正功能？抗干扰性能如何？
[答：HChen]	首先TI变送器电流环有几类产品，有可以通过控制器进行编程校正也有可以通过模拟的、通过外部设置来进行校正，本身自身的校正应该是通过内部的一些内存的数据对外部采集信号或是外部的误差进行校正的。	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	4~20mA信号是否存在温漂？如何解决？
[答：HChen]	实际上，4~20mA信号内部是用集成电路芯片来制作的。集成电路芯片随着温度的变化在遇上放大器、电压到电流的转换时是会存在温漂，但这种温漂如果在TI公司生产的PGA309中，因PGA309中采用的是零漂移的仪表放大器作为前置放大，同时PGA309中还有温度的校准，它是每采一个温度点来查表，进行温度满度或色调电压的校准，从而解决温度的漂移问题。	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	XTR108是放在现场端，它的实时在线编程如何实现？
[答：HChen]	XTR108有SPI接口，它有两个片选端，一个是eeprom里面，另一个我们可以用单片机控制它，那吗首先你要实时校正时，可以用单片机来对它进行校正，然后另一个可以将校正数据存放在eeprom里面,这样也可以实现校正.	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	当用它作应变采集时，应变片的阻值不同，有120Hmo，350HOm等，能自动校准吗，还有温漂等
[答：HChen]	一般来说，像我们这些电流变送器，带有不同的传感器电阻一般是不能进行校正的，我们能校正的只是有些温漂。	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	请问这种4-20mA电流回路为什么比其它电路更具有抗干扰性能？请作较细的讲解？
[答：HChen]	一般的如果做电流回路而言的话，电流对外部的干扰有免疫的功能，那吗如果相对于其他电路而言，例如当用电压作为传输信号时，容易受到线路上的损耗：如压降，或者共模电压以及一些外部噪声的干扰，由此电流环路具有较强的抗干扰能力。	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	如何用PWM信号控制4-20MA电流
[答：HChen]	用PWM信号控制4-20MA电流很常用，通常采用一个单片机放在前面对传感器进行测量，测量好把模拟信号转换成数字信号，但是它内部不包含DA转换器，它是用一个PWM信号来输出。像TI的XTR115芯片，它包含一个典型电路：把pwm信号经整流滤波后直接输出一个4~20mA的信号输出。因此可以直接使用Ti的XTR115或116，就可以完成电路的控制。	[2005-6-7 11:27:20]
[问：xuanniao]	有无输入电压可随意调谐的4-20mA变送器芯片？
[答：HChen]	有输入电压可随意调谐的4-20mA变送器芯片：就是说如果前面的输入电压发生变化时，有很多输入电压的范围里面，它是要转换成一个4-20mA的芯片。如果是PT100时，因为PT100前面有6个模拟开关，如果一组做一个变送器当它的范围在发生变化时可以通过选择不同的开关、选择不同量程的电阻来扩展一个范围。如果采用PGA309时，当电压变化范围很大时，因为PGA309内部包含可编程增益放大器，可以把增益的参数从外面的一方直接调进来，这样就可以满足宽输入电压范围的要求。	[2005-6-7 11:27:20]

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