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1．1查找故障和排除故障基本條件
同學(xué)們?cè)谧鲗?shí)驗(yàn)的時(shí)候，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有些教師很“�！�，面對(duì)故障，很輕松就能查找出來(lái)。而自己面對(duì)相同的故障，卻無(wú)計(jì)可施。實(shí)際上，具備了查找故障和排除故障的基本條件，加上縝密的邏輯思維，任何人都可以使自己的查、排故障能力迅速提高。
查、排故障需要以下基本條件：
1．對(duì)待查電路要足夠熟悉
為什么讓大家認(rèn)真預(yù)習(xí)，就是要督促你們實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求。排查故障和醫(yī)生給人看病一樣，對(duì)人的基本生理結(jié)構(gòu)都不熟悉，你怎么給人看��？熟悉到什么程度？我覺得應(yīng)該是倒背如流。電路熟悉了，每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的波形就在腦子里，用示波器——像醫(yī)生的聽診器——一看，這里有毛病， OK 了。
2．掌握較為全面的基礎(chǔ)知識(shí)
不能僅僅是頭痛醫(yī)頭，還需要對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)有全面的了解。這個(gè)要求不是短瞬間就可以達(dá)到的。需要同學(xué)們至少在學(xué)習(xí)過(guò)程中，抓住每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，盡量融會(huì)貫通。
3．會(huì)熟練使用儀器設(shè)備
有人說(shuō)，現(xiàn)在的醫(yī)生不會(huì)看病，只要會(huì)用儀器就可以了。這有些夸張，卻也說(shuō)明了儀器的作用。在查、排故障中，主要儀器設(shè)備也不多，就是示波器、萬(wàn)用表、圖示儀、毫伏表等。掌握并熟練使用它們并不困難。
4．縝密的邏輯思維
在查、排故障中，縝密的邏輯思維是必不可少的。一個(gè)故障的出現(xiàn)，通常會(huì)有多種原因，而一種原因，可能造成不同的結(jié)果。比如，造成 A 現(xiàn)象的原因可能有 m,n 兩種。 n 原因可能造成 A 、 B 兩種共存現(xiàn)象。 m 原因可能造成 A 、 C 兩種共存現(xiàn)象�，F(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了 A 現(xiàn)象，那么到底是 m 和 n 哪種原因呢？只要看看 B 、 C 原因是否存在，就可以說(shuō)明問(wèn)題了。
對(duì)于哪個(gè)原因會(huì)造成哪種結(jié)果，需要對(duì)電路熟悉、需要全面的基礎(chǔ)知識(shí)，而對(duì)結(jié)論的分析，則需要縝密的思維。這種思維能力看似簡(jiǎn)單，卻沒有被大多數(shù)同學(xué)所利用。一方面是沒有這種習(xí)慣，另一方面也是缺乏連續(xù)思考的能力——就像下棋只能想一步。
因此，在實(shí)戰(zhàn)中，大家要特別注意培養(yǎng)這種思考能力。實(shí)在想的頭疼，就用紙筆寫下來(lái)。
舉一個(gè)實(shí)際的例子：有位同學(xué)接好了兩級(jí)放大器，打開電源、信號(hào)源開關(guān)，輸出沒有波形，然后就測(cè)量第一級(jí)輸出，也沒有波形。那么問(wèn)題在哪里呢？列出來(lái)如下：
1) 電源根本就沒有接上或者電壓太低。
2) 信號(hào)源根本就沒有引入。
3) 示波器使用就不正確。
4) 第一級(jí)放大器出現(xiàn)錯(cuò)誤。
這個(gè)分析是基本正確的，該同學(xué)就用萬(wàn)用表的電壓檔測(cè)量了電源輸出端，＋ 12V 。 OK 。然后用示波器測(cè)量信號(hào)源輸出端，也正常，這還說(shuō)明示波器使用正確，于是懷疑是第一次放大器錯(cuò)誤。就很踏實(shí)地拆除了第一級(jí)重新搭接。幾個(gè)小時(shí)過(guò)去了，第二次搭接的電路出現(xiàn)了同樣的問(wèn)題。氣憤溢于言表。教師來(lái)了，是這樣處理的：
用示波器直流檔觀察電路中存在的電源點(diǎn)，有＋ 12V 。用示波器交流檔觀察電路中信號(hào)引入端——發(fā)現(xiàn)，沒有交變信號(hào)，緊接著，立即將示波器探頭置于信號(hào)源輸出端，發(fā)現(xiàn)有信號(hào)，中間只有一根導(dǎo)線連接，導(dǎo)線兩端一個(gè)有信號(hào)，一個(gè)沒有信號(hào)，懷疑導(dǎo)線斷路。教師謹(jǐn)慎地——注意，越是近鄰成功之時(shí)，越要謹(jǐn)慎——記住位置，拔下導(dǎo)線，萬(wàn)用表電阻檔一測(cè)，電阻無(wú)窮大， OK 了，導(dǎo)線斷了。教師得意地走了，留下學(xué)生苦惱地思考。那么，這個(gè)學(xué)生到底在哪里出了問(wèn)題？
首先，認(rèn)定故障要從根部認(rèn)定，在邏輯上，證明信號(hào)源沒有引入，必須從電路的信號(hào)引入端測(cè)量，而不是在信號(hào)源的輸出端。其中對(duì)電源的證明，學(xué)生也犯了相同的錯(cuò)誤，只是問(wèn)題不在那里，僥幸而已。
其次，懷疑必須得到確認(rèn)，不要急于拆除電路。
從這個(gè)例子，大家可以知道，縝密的邏輯思考比任何手快都重要。就像丟了東西，認(rèn)真地回想，比手忙腳亂的瞎找重要的多。
1．2 正確使用示波器
示波器可能是排查故障中最為得力的工具。就像醫(yī)生的聽診器。熟練正確地使用好示波器，將大大提高自己的排查能力。
本節(jié)不詳述示波器實(shí)驗(yàn)方法，有一些技巧教給大家。
1．示波器使用前的準(zhǔn)備工作
要很好利用示波器，必須做好準(zhǔn)備工作。
1) 打開電源，檢查灰度和聚焦；
2) 將示波器的一個(gè)探頭地線與電路地線連接好；
3) 同時(shí)將兩個(gè)探頭接信號(hào)源，讓示波器雙蹤顯示，檢查屏幕上波形是否正確；
4) 給兩個(gè)探頭上都夾上一個(gè)短硬導(dǎo)線，導(dǎo)線頭裸露 1cm 左右。
5) 將其中通道 1 的探頭信號(hào)端拿在手上，含硬導(dǎo)線。注意不要讓導(dǎo)線脫離示波器探頭。有些同學(xué)習(xí)慣用示波器的夾子，這不好。應(yīng)該習(xí)慣于用導(dǎo)線。
6) 最終的工作狀態(tài)是：示波器兩個(gè)通道都正常，通道 1 的地線與電路地線牢靠接觸，永遠(yuǎn)不動(dòng)它，通道 1 的信號(hào)端含一個(gè)導(dǎo)線，通道 2 信號(hào)端也含導(dǎo)線，備用。
2．示波器粗略觀察“點(diǎn)”電壓
調(diào)整示波器的 Y 軸衰減開關(guān)，使得屏幕可以看到電路整個(gè)電源范圍，比如電源為 ± 12V ，可以調(diào)整為 5V/DIV ，零線居中， DC 檔。這樣，整個(gè)屏幕可以看到 ± 20 V 的電壓。這種狀態(tài)下，用示波器可以對(duì)電路內(nèi)所用點(diǎn)進(jìn)行粗略觀測(cè)。比如看看電源電壓，是否基本正確，看看輸出點(diǎn)是否有直流分量等等。這種粗略觀察，可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)故障。
3．示波器細(xì)致觀察“點(diǎn)”交變量
當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一點(diǎn)電壓上既有直流分量，又有交流分量，而又關(guān)心其中交流分量大小時(shí)，可以將輸入耦合開關(guān)置于 AC 檔，并減小 Y 軸衰減開關(guān)位置，將交流量放大顯示。
4 ．通過(guò)掃速調(diào)整發(fā)現(xiàn)地線故障
有時(shí)，我們觀察輸出波形，是一個(gè)正弦波，可是后級(jí)表現(xiàn)又表明這一級(jí)存在問(wèn)題。我們可以將 X 軸掃速旋鈕變一變，讓掃速變慢，在屏幕內(nèi)包含更多時(shí)間的波形。這時(shí)候，就像站的更遠(yuǎn)看波形一樣，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)原先的正弦波是在一個(gè)更慢的正弦波上疊加著。這樣，我們就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)故障：原來(lái)輸出波形上存在工頻干擾，這種干擾多數(shù)是地線不牢靠造成的。
因此，在 Y 軸， X 軸都存在“站遠(yuǎn)”觀察的可能，就是讓有限的屏幕包含更多的信息，方法是，讓掃速變慢，讓 Y 軸每格顯示更大的電壓。當(dāng)然，這個(gè)信息將比較粗略。但是，它有助于我們發(fā)現(xiàn)更多的故障。
5．示波器直接觀察地線
對(duì)于運(yùn)算放大器或者比較器電路，由于輸出很容易飽和達(dá)到電源電壓，因此，很多工頻干擾被淹沒，地線是否牢靠，除了直接用萬(wàn)用表測(cè)量與地線電阻外，還可以直接用示波器觀察。當(dāng)示波器地線牢靠，用它測(cè)量一個(gè)地線時(shí)，將在示波器上顯示一條穩(wěn)定的平直線。而用它測(cè)量一個(gè)浮空點(diǎn)（原本是地線，但是沒有接上，是地線故障），則同樣是一條平直線。
但是，同學(xué)們仔細(xì)觀察，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多示波器都可以區(qū)分開測(cè)量的到底是準(zhǔn)確的地線還是浮空點(diǎn)。我的經(jīng)驗(yàn)是，地線很實(shí)很平，浮空點(diǎn)則顯得有些虛。同學(xué)們可以試一試。如果你有這個(gè)能力，你就可以輕易地發(fā)現(xiàn)地線故障。
故障查找和排除方法
1．3 故障查找順序
在輸出不滿足預(yù)定要求的情況下，測(cè)試者可以確認(rèn)整個(gè)電路出現(xiàn)了故障。在此情況下，不同的測(cè)試者有不同的查找故障的順序。有些人習(xí)慣于立即從輸入端入手，正確—正確—直到不正確，這叫正查或者順查。有些人則習(xí)慣于從輸出端向回查，錯(cuò)誤—錯(cuò)誤—直到正確，這叫反查或者逆查。
不管正查還是反查，其中都隱含了一個(gè)假設(shè)，就是將整個(gè)電路拆分成了若干個(gè)部分的串聯(lián)，因此，同學(xué)們?cè)谑褂眠@種檢查故障的方法時(shí)，要習(xí)慣于將電路分成若干部分，哪怕是一級(jí)電路。比如一個(gè)單級(jí)晶體管放大器，就可以分成 1 ）輸入耦合電容； 2 ）晶體管； 3 ）輸出耦合電容等部分。
在對(duì)待多級(jí)放大電路時(shí)，同學(xué)們應(yīng)該學(xué)會(huì)先大塊劃分，后細(xì)致劃分的方法。比如 3 級(jí)放大電路，先將整個(gè)電路分為 3 級(jí)，使用正查或者反查，確定故障在第 2 級(jí)，又將第 2 級(jí)分為輸入耦合電容，晶體管，輸出耦合電容等 3 部分，最后就可以準(zhǔn)確地確定故障位置。
對(duì)于閉環(huán)電路，整個(gè)電路沒有明確的輸入點(diǎn)，同學(xué)們可能會(huì)感覺無(wú)從下手。實(shí)際上，你只需要畫出信號(hào)流向，依據(jù)信號(hào)流向仍然具有反查和正查兩種方法。
1．4 保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)
遇到故障，高手最忌諱現(xiàn)場(chǎng)被破壞，就像大偵探重視現(xiàn)場(chǎng)一樣。什么叫保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，怎么保護(hù)呢？
如果故障可以隨時(shí)得以重現(xiàn)，說(shuō)明故障現(xiàn)場(chǎng)得到了保護(hù)。反之，故障再也出現(xiàn)不了，就是破壞了故障現(xiàn)場(chǎng)。有些故障，有一定的發(fā)作概率，當(dāng)故障概率沒有發(fā)生明顯改變，說(shuō)明故障現(xiàn)場(chǎng)也得到了保護(hù)。
保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，并不僅僅是為了叫來(lái)老師，幫助你查找故障，在你自己查找故障時(shí)，也同樣需要保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)。因?yàn)�，莫名其妙的故障消失，并不表示故障被根本排除，僥幸會(huì)給后期工作埋下隱患。只有準(zhǔn)確找到故障原因，并且做到，在排除故障后，仍可按照故障原因，重新制造出故障，才表明故障被徹底消除了。如果，現(xiàn)場(chǎng)被破壞，這個(gè)要求就難以實(shí)現(xiàn)了。
保護(hù)故障現(xiàn)場(chǎng)，有以下需要注意的：
1．對(duì)供電電源的處理
故障種類很多，從危險(xiǎn)性上，可以分為有危險(xiǎn)和沒有危險(xiǎn)兩類。有危險(xiǎn)故障又分為人身危險(xiǎn)和設(shè)備器件危險(xiǎn)兩種。在不同的故障下，對(duì)電源的處理不同。
人身危險(xiǎn)故障：指通電后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可能引起人身傷害或者存在人身傷害可能。比如，較大的電解電容被反接，存在爆炸可能；不正確的連接，存在燃燒的可能。對(duì)這種故障，一旦明確發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即切斷電源。但是，發(fā)現(xiàn)它們是不容易的，多數(shù)都是在危險(xiǎn)發(fā)作后才發(fā)現(xiàn)。然而，保持靈敏的觀察，眼睛看——打火、冒煙、明顯的爆裂，鼻子嗅——焦糊味，耳朵聽——異常的聲音，手摸——明顯的溫度上升等，都有助于此種故障的及早發(fā)現(xiàn)。
設(shè)備器件危險(xiǎn)故障：指通電后，整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的一部分或者全部存在被損壞的可能。比如，輸出短接，電源和地的短接，器件反接，儀器使用不當(dāng)，實(shí)際功率大于設(shè)計(jì)功率等，這種故障一般不會(huì)給人身帶來(lái)危害，但是可能造成設(shè)備和元器件的損壞。對(duì)這種故障，一旦明確發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即切斷電源。但是，發(fā)現(xiàn)它們也是不容易的。仔細(xì)觀察也是必要的。
有些設(shè)備具有自保護(hù)功能和警示功能，比如意外的電源短接，可能立即引起電源的自保護(hù)，并在電壓顯示表上指示出來(lái)。一方面，保護(hù)電源不至于被燒壞，另一方面，提醒實(shí)驗(yàn)者已經(jīng)出現(xiàn)設(shè)備危險(xiǎn)故障。但是，也有一些設(shè)備缺乏這樣的功能，還需要實(shí)驗(yàn)者密切觀察。
有些器件的損壞是瞬間的，一旦發(fā)生即不可挽回。比如器件反接，多數(shù)將立即損壞。也有一些器件的損壞是積累的，比如實(shí)際功率大于設(shè)計(jì)功率時(shí)，需要足夠長(zhǎng)的時(shí)間，才會(huì)引起燒毀。因此，仔細(xì)觀察，也可能會(huì)及早發(fā)現(xiàn)，挽回一些損失。
無(wú)危險(xiǎn)故障，指系統(tǒng)實(shí)際功能、性能沒有滿足設(shè)計(jì)要求或者不能正常工作，但是既不會(huì)給人身帶來(lái)傷害，也不會(huì)損毀設(shè)備和元器件。確認(rèn)是這類故障時(shí)，可以不切斷電源。比如一般的晶體管放大電路，當(dāng)確認(rèn)電容沒有反接、電源沒有斷路、輸出沒有斷路時(shí)，而工作又不正常，一般可以認(rèn)為屬于這類故障。
2．不能使電路受到突變的沖擊，不能隨意按壓、撥動(dòng)元器件和導(dǎo)線
發(fā)生故障后，很多同學(xué)習(xí)慣這里按按、那里碰碰，甚至拿起電路板，在桌子上磕打。說(shuō)不定，故障就消失了。如果故障依舊，萬(wàn)幸吧，你沒有破壞現(xiàn)場(chǎng)，如果故障消失了，你可能會(huì)因此而僥幸通過(guò)教師驗(yàn)收，但是，這樣做，弊端是明顯的。
首先，你沒有找到故障原因，對(duì)你排查故障的能力沒有絲毫提高。
其次，你的電路板仍存在巨大的隱患，如果是正式產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品將隨時(shí)發(fā)生故障。
第三，它進(jìn)一步增強(qiáng)了你下次仍然這樣做的信心。
那么，電路板就嬌貴的一點(diǎn)都不能動(dòng)了嗎？不是。大家記住，按壓、撥動(dòng)都屬于排查故障的手段，可以做，必須在有邏輯推理結(jié)論、有步驟、有次序、有記錄的情況下，謹(jǐn)慎進(jìn)行，而不是隨意進(jìn)行。特別是突變的沖擊，就是磕打電路板，可能使很多電路連接狀態(tài)無(wú)規(guī)則的發(fā)生改變，更是不允許的。
1．5 排查故障中試探性改變的次序
如前所述，不同的故障原因可能造成相同的故障現(xiàn)象。面對(duì)羅列的多種可能，需要一種一種試探和確認(rèn)。這就涉及到試探性改變的次序。
首先介紹的依據(jù)故障概率的試探次序。
每種原因，都有其發(fā)作的條件，在大量樣本中，就有其發(fā)作的概率。依據(jù)概率大小進(jìn)行試探，有可能加快確認(rèn)故障的速度。
比如示波器黑屏，我們羅列了多種可能，要一種一種試探。而從概率上講：如果是考試，概率從大到小依次次序?yàn)?1 ）灰度不合適； 2 ）沒有觸發(fā)信號(hào)； 3 ）光點(diǎn)初始位置不正確。如果在平時(shí)實(shí)驗(yàn)中，則概率依次為 1 ）光點(diǎn)初始位置不正確； 2 ）沒有觸發(fā)信號(hào)； 3 ）灰度不合適； 4 ）電源未打開； 5 ）示波器損壞。
當(dāng)然，對(duì)于不同故障，分析概率并不是那么可靠。印象和經(jīng)驗(yàn)可能會(huì)發(fā)生作用。
其次，介紹依據(jù)困難程度的試探次序
每個(gè)人都或多或少有一些畏難心理，比如一個(gè)樓房中有一種奇怪的氣味，你可能會(huì)懷疑樓房外、樓頂、房間內(nèi)或者地下、墻壁內(nèi)隱藏著一些腐爛物品。那么從哪里試探性地搜索呢？此時(shí)，即便你認(rèn)為腐爛物品在地下的概率很大，你也不會(huì)立即拆樓，撅地三尺，而是先從房間內(nèi)開始，進(jìn)而到樓外、樓頂，實(shí)在沒有，再考慮墻壁內(nèi)和地下。這就是依據(jù)困難程度采取的試探次序。
實(shí)際工作中，應(yīng)該將這兩種次序結(jié)合考慮。
1．6 懷疑能力
所謂的懷疑能力，并不是要求同學(xué)們籠統(tǒng)的懷疑一切。但是，用開放的思維，謹(jǐn)慎而有理、有膽量地懷疑，是排查故障遇到障礙時(shí)，必須具備的能力。
比如，一臺(tái)含有電源電壓指示表的直流穩(wěn)壓電源，給一個(gè)晶體管單級(jí)放大電路供電，要求電壓為 12V ，穩(wěn)壓源上表頭指示為 12.1V ，可是輸出總是達(dá)不到要求。在大家困惑時(shí)，有人提出，是不是電壓不對(duì)，有人反對(duì)，明明顯示的 12.1V ，有什么不對(duì)？（因?yàn)榇蠹叶贾�，電源電壓比要求�?0.1V ，不會(huì)造成這種故障）�？墒�，提出人堅(jiān)持自己的懷疑，用萬(wàn)用表一量，果然只有 6V ，原來(lái)穩(wěn)壓源的表頭損壞了。
下面有一些大膽的懷疑，你可以想象一下：
1) 連續(xù)更換 3 個(gè)同型號(hào)器件，故障現(xiàn)象一樣。你敢不敢懷疑這 3 個(gè)器件都是壞的？
2) 新買來(lái)的器件，上去就不能用。你敢不敢懷疑，買來(lái)就是壞的？
3) 一個(gè)測(cè)量?jī)x器，顯示值與估計(jì)值完全不吻合，你敢不敢懷疑儀器使用不正確或者干脆儀器就是壞的？
4) 一個(gè)老師給的電路，怎么也實(shí)現(xiàn)不了預(yù)期功能。你敢不敢懷疑電路設(shè)計(jì)本身就不正確？
敢于懷疑，并不是拋棄正常思路，隨意懷疑，而是面對(duì)很多想當(dāng)然的結(jié)論，能夠退一步，問(wèn)一問(wèn)，只要思路不被禁錮即可。
1．7 經(jīng)驗(yàn)的積累
排查故障類似于醫(yī)生診病，也像警察探案，不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)和良好的設(shè)備，還需要有大量的經(jīng)驗(yàn)積累。
奢求同學(xué)們有大量的排查故障經(jīng)驗(yàn)是不現(xiàn)實(shí)的。但是，在實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們要多觀察、多思考、多記憶。這樣，不僅可以使排查故障的經(jīng)驗(yàn)增多，還可以鍛煉大家的觀察力和邏輯思維能力。
要做到這一步，辦法很簡(jiǎn)單。同學(xué)們準(zhǔn)備一個(gè)比較結(jié)實(shí)的本子，像記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程一樣，對(duì)每次遇到的故障，進(jìn)行認(rèn)真的記錄就行了。一般要記錄實(shí)驗(yàn)的基本描述，實(shí)驗(yàn)環(huán)境，實(shí)驗(yàn)中遇到的故障現(xiàn)象，思考的過(guò)程，排查的過(guò)程，最終的結(jié)論。
也許，同學(xué)們今后再也不會(huì)翻開這個(gè)本子。但是，等你再次翻開它的時(shí)候，你可能會(huì)有諸多感觸。
1．8 排查故障的樂趣
如果你遇到故障，感到自己很倒霉，那么你絕對(duì)沒有對(duì)排查故障產(chǎn)生興趣。就像福爾摩斯，如果他對(duì)探案充滿厭倦，他一定不會(huì)成為大師。我們眼中的福爾摩斯，越是遇到“疑案”，越是興趣十足。在興趣十足的心態(tài)下，排查一個(gè)一個(gè)越來(lái)越困難的故障，對(duì)迅速提高故障排查能力至關(guān)重要。在學(xué)生中，良好的排查故障心態(tài)是：將遇到故障，視為對(duì)自己排查故障能力的考驗(yàn)，視為一種挑戰(zhàn)，特別是，對(duì)其他同學(xué)的故障，也躍躍欲試，就非常好。
那么，如果現(xiàn)在還沒有興趣，怎么辦？不要著急，有辦法。
首先要重視簡(jiǎn)單故障，從簡(jiǎn)單故障的順利排查上，用心理暗示增強(qiáng)自信。
其次，可以在同學(xué)間相互制造故障，就像出題一樣。特別在振蕩器實(shí)驗(yàn)中，制造故障很容易（注意，只能制造無(wú)危險(xiǎn)故障）。將一個(gè)正常工作的電路，有目的的剪掉一根線的裸線頭，讓別人以為這根線插進(jìn)了孔里，交給同學(xué)排查。這種互相制造故障，比賽誰(shuí)做得又快又準(zhǔn)，不僅對(duì)排查能力的提高大有幫助，而且很好玩。
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