Fehlersuche bei Class D Verstärker...

M

Manuel Reimer

Guest
Hallo,

Ich bin gerade auf der Suche nach einem Fehler in einem PC-Soundsystem.
Fehlerbild: Subwoofer funktioniert gar nicht (beim Abschalten der
Stromversorgung gibt der Woofer ein leises \"Ploppen\" von sich). Die
Satelliten funktionieren nur sehr leise wenn man bei Quelle und am
Boxenset die Lautstärke voll aufdreht.

Betriebsspannung ist da und die Spannung ist korrekt (16V, Aufschrift
auf der Netzteil-Platine). Es wurden zwei (wahrscheinlich gleiche) Class
D Verstärker-ICs verbaut. Ich tippe mal vorsichtig auf einer für die
Satelliten und einer für den einzelnen Woofer (der dann möglicherweise
gebrückt). Eine passive Lautsprecherweiche gibt es nämlich nicht. Noch
habe ich den Kühlkörper nicht entfernt weil dieser verklebt ist. Wenn
alles nix hilft würde ich den aber noch entfernen.

Die Platine hat 3 Stück OP-Amps verbaut. Aufschrift:

4885
J7H1RCX

Die OP-Amps sind mit V- auf der gemeinsamen Masse der Schaltung (0V) und
auf V+ messe ich bei allen 3 OP-Amps in Etwa meine reinkommenden 16V.

Es gibt eine einfache Klangregelstufe (zwei Stereo-Potis) mit der Höhen
und Bass separat geregelt werden können. Knapp dahinter zwei der OP-Amps
(Vermutung: Einer für den Höhen- und einer für den Bassregler?). Der
dritte OP-Amp sitzt in der Nähe des Line-In und auch nahe der
Endstufen-ICs (Vermutung: Vorverstärker, eventuell Mischer für den
einzelnen Woofer?).

Neben einigen Kondensatoren mit 25V Spannungsfestigkeit, an denenen im
Betrieb immer etwa die 16V Eingangsspannung anliegen, gibt es noch einen
einzelnen 1000 µF Elko mit Spannungsfestigkeit von nur 6,3V. Der ist
nahe der Klangregler. Für \"unnötig\" ist 1000 µF doch bisschen viel
Kapazität. Ich konnte über dem aber keine Spannung feststellen (0V).

Wenn die Satelliten bei \"Vollgas\" leise Musik ausgeben, dann wirkt
keiner der Klangregel-Potis. Der Woofer ist eh tot (Bassregler würde
also kaum hörbar wirken) und bei höhenlastiger Musik ist der Höhenanteil
nicht abhängig vom \"Höhen-Poti\".

Weil ich keinen Schaltplan habe und mich mit Audioschaltungen ehrlich
gesagt auch nicht so top auskenne hätte ich jetzt auf Verdacht mal 4885
ICs bestellt und die 3 ICs getauscht. Andere Vorschläge? Muss ich beim
Kauf der 4885 etwas beachten oder geht da \"jeder\"?

Danke vielmals im Voraus

Manuel Reimer
 
Am 22.11.22 um 19:30 schrieb Manuel Reimer:
Weil ich keinen Schaltplan habe und mich mit Audioschaltungen ehrlich
gesagt auch nicht so top auskenne hätte ich jetzt auf Verdacht mal 4885
ICs bestellt und die 3 ICs getauscht. Andere Vorschläge? Muss ich beim
Kauf der 4885 etwas beachten oder geht da \"jeder\"?

Hallo,

wie heissen die ICs denn genau?

Oftmals haben die eine Vorsilbe etwa LM, µA , MC o.Ä. dazu ein
Herstelllerlogo.

Wo kannst Du die denn bestellen?

Mir sagt 4885 jedenfalls nix.

Ich kenne Opamps mit ähnlicher Bezeichnung.

Welche Messgeräte hast Du zur Verfügung?


Bernd Mayer
 
Am 22.11.22 um 19:30 schrieb Manuel Reimer:
Die Platine hat 3 Stück OP-Amps verbaut. Aufschrift:

4885

Das sind Wald-und-Wiesen-OPVs, 2 741 in einem Gehäuse.
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/rc4558.pdf
Die werden normalerweise nicht kaputt.

> Weil ich keinen Schaltplan habe

Schaltpläne lassen sich häufig ergurgeln, mit der Modellbezeichnung und
\"schematics\".

--
Gerald
 
On 22.11.22 20:13, Bernd Mayer wrote:
> wie heissen die ICs denn genau?

OK. Hab mein Posting bestimmt 3 mal durchgelesen und sogar extra nochmal
auf das Foto des ICs geschaut. Trotzdem den eigenen Fehler nicht gesehen...

Auf dem IC steht 4558

Oftmals haben die eine Vorsilbe etwa LM, µA , MC o.Ä. dazu ein
Herstelllerlogo.

Es gibt ein Logo. Sieht aus wie ein \"C\" mit Strich oben und unten am C.
Auf dem Chip ist das \"Invertiert\" dargestellt. Auf schwarzem Chip also
ein weiß gelasertes Rechteck. In dem Rechteck das \"C\" und die kleinen
Striche oben und unten trennen das Rechteck in zwei Teile.

Kann aber ggf. auch ein Foto des Chips hochladen.

> Wo kannst Du die denn bestellen?

https://www.reichelt.de/-p13473.html
https://www.reichelt.de/-p18790.html

Aber keine Ahnung ob die als Ersatz taugen. Zumindest die Position der
Versorgungsspannung stimmt.

> Welche Messgeräte hast Du zur Verfügung?

Multimeter und ein wirklich billiges Oszi (Ein Kanal. Mehr wie ein paar
kHz zeigt das nicht an).

Bin gerade noch darüber gestolpert:
https://www.ti.com/lit/an/sloa042/sloa042.pdf

Muss aber nichts mit meiner Schaltung zu tun haben. Ich hab darauf
basierend aber nochmal bisschen rumgemessen.

Erstmal ist V+ der Op-Amps gar nicht direkt mit 16 V vom Eingang
verbunden. Da ist \"irgendwas noch dazwischen\". Vom Netzteil kommt
gemessen 16,37 V. An den Op-Amps kommt etwa 14,85 V an.

Bei zwei der Dual-Opamps gibt es tatsächlich direkten Durchgang zwischen
allen 4 nicht invertierenden Eingängen (passt zu obiger Schaltung).
Einen davon hätte ich von seiner Position her nicht der Klangregelstufe
zugeordnet. Aber wer weiß nach welchem Schema die ins Layout geworfen
wurden.

Ich hab dann nochmal Strom draufgegeben und die durchverbundenen nicht
invertierenden Eingänge gemessen. Dort habe ich 0 V gegen Masse.
Durchgangsprüfung zur Masse zeigt einen direkten Kurzschluss. Die Masse
ist aber direkt drüber. Wenn hier wirklich 0 V sein sollten, dann hätte
man da doch die beiden Pins direkt verbunden.

Dieser Knoten geht auch auf meinen ominösen 1000 µF Elko. Und eine
Durchgangsprüfung über diesen Elko zeigt auch einen Kurzschluss. Also
kein Wunder das der nicht geladen wird.

Möglicherweise ist das schon eine Spur. Aber für heute mache ich erstmal
Pause. Morgen geht\'s weiter.

Gruß

Manuel
 
On 22.11.22 20:58, Gerald Eіscher wrote:
Weil ich keinen Schaltplan habe

Schaltpläne lassen sich häufig ergurgeln, mit der Modellbezeichnung und
\"schematics\".

Bei \"hinreichend alter\" Hardware sicher. Aber nicht bei einem
PC-Boxensystem.

Zumindest mein Versuch einer Suche nach \"Moody Wavemaster Schematics\"
war nicht erfolgreich.

Gruß

Manuel
 
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:

Es gibt eine einfache Klangregelstufe (zwei Stereo-Potis) mit der Höhen
und Bass separat geregelt werden können. Knapp dahinter zwei der OP-Amps
(Vermutung: Einer für den Höhen- und einer für den Bassregler?). Der
dritte OP-Amp sitzt in der Nähe des Line-In und auch nahe der
Endstufen-ICs (Vermutung: Vorverstärker, eventuell Mischer für den
einzelnen Woofer?).

Vielleicht ist das der Tiefpass für den Woofer-Kanal. Aber genau weißt
Du es erst, wenn Du Dir die Schaltung rauszeichnest.

Weil ich keinen Schaltplan habe und mich mit Audioschaltungen ehrlich
gesagt auch nicht so top auskenne hätte ich jetzt auf Verdacht mal 4885
ICs bestellt und die 3 ICs getauscht. Andere Vorschläge?

Bei Audio-Geräte gehe ich immer so vor, dass ich an den Eingang ein
Sinussignal von ca. 1kHz und passender Spannung lege und dann mit dem
Oszilloskop vom Ausgang zum Eingang messe, bis der Fehler verschwindet
(man kann auch umgekehrt vom Eingang zum Ausgang messen, bis der Fehler
auftritt). Dann hat man die fehlerhafte Stelle lokalisiert und kann sie
genauer einkreisen. Je nachdem, ob man den Fehler eher am Ein- oder
Ausgang vermutet, ist die eine oder andere Methode schneller. Zum Ziel
führen beide.

Besonders komfortabel ist es, wenn man ein Stereo-Gerät hat, bei dem
nur ein Kanal kaputt ist, dann kann man beide Kanäle vergleichen und
kommt besonders schnell zum Ziel.

Martin
 
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> schrieb:

Ich bin gerade auf der Suche nach einem Fehler in einem PC-Soundsystem.

Weil ich keinen Schaltplan habe und mich mit Audioschaltungen ehrlich
gesagt auch nicht so top auskenne hätte

Dürfte man auch sagen: \"Von Audioschaltungen habe ich nicht den Schimmer
einer Ahnung\"?

Könnte sein, daß Dein Projekt dann etwas schwieriger wird.

> ich jetzt auf Verdacht mal 4885 ICs bestellt

4558?

> und die 3 ICs getauscht. `

Und? Was hat es gebracht?

> Andere Vorschläge?

Normale NF-Diagnostik: Signal am Eingang einspeisen und dann in der
Schaltung verfolgen. Der Vorverstärker ist mit den OP-Amps ha diskret
aufgebaut, da sollte das nicht schwierig sein. Eine grobe Vorstellung
von NF-Schaltungstechnik wäre aber nicht verkehrt, wenn man schon keinen
Schaltplan hat.
 
Am 22.11.22 um 20:58 schrieb Manuel Reimer:
On 22.11.22 20:13, Bernd Mayer wrote:
wie heissen die ICs denn genau?

OK. Hab mein Posting bestimmt 3 mal durchgelesen und sogar extra nochmal
auf das Foto des ICs geschaut. Trotzdem den eigenen Fehler nicht gesehen...

Auf dem IC steht 4558

Welche Messgeräte hast Du zur Verfügung?

Multimeter und ein wirklich billiges Oszi (Ein Kanal. Mehr wie ein paar
kHz zeigt das nicht an).

Hallo,

die 4558 sind Standard-Opamps.

Vor dem Neukauf würde ich erstmal mit dem Oszi an den Ausgangspins der
Opamps messen ob da ein vernünftiges Signal rauskommt wenn der Eingang
des Verstärkers mit einem Sinussignal angesteuert wird.

Falls man keinen Signalgenerator hat kann man auch ein Smartphone mit
Tongenerator-App verwenden.

Nach meiner Erfahrung gehen Opamps eher selten kaputt solange das
Netzteil vernünftig funktioniert.

Für Audio reicht auch auch ein billiges Oszi, ein Kanal reicht ja und
Audio geht bis 20 kHz.

Die Frequenzen des Class-D-Verstärkers liegen sicherlich höher.


Bernd Mayer
 
Am 22.11.22 um 22:46 schrieb Martin Gerdes:
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> schrieb:

Andere Vorschläge?

Normale NF-Diagnostik: Signal am Eingang einspeisen

Geht heutzutage am Einfachsten mit einer Frequenzgenerator Händi-Äpp.

und dann in der
Schaltung verfolgen. Der Vorverstärker ist mit den OP-Amps ha diskret
aufgebaut, da sollte das nicht schwierig sein.

Ich würde erst einmal an den Ein- und Ausgängen der OPVs messen.

Eine grobe Vorstellung
von NF-Schaltungstechnik wäre aber nicht verkehrt, wenn man schon keinen
Schaltplan hat.

Elektrometerverstärker und Summierverstärker sollte man jedenfalls kennen.

--
Gerald

| FAQ zu de.rec.fahrrad: http://0x1a.de/rec/fahrrad/ |
| Wiki von de.rec.fahrrad: http://de-rec-fahrrad.de |
 
Am 22.11.22 um 22:46 schrieb Martin Gerdes:
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> schrieb:

Andere Vorschläge?

Normale NF-Diagnostik: Signal am Eingang einspeisen

Geht heutzutage am Einfachsten mit einer Frequenzgenerator Händi-Äpp.

und dann in der
Schaltung verfolgen. Der Vorverstärker ist mit den OP-Amps ha diskret
aufgebaut, da sollte das nicht schwierig sein.

Ich würde erst einmal an den Ein- und Ausgängen der OPVs messen.

Eine grobe Vorstellung
von NF-Schaltungstechnik wäre aber nicht verkehrt, wenn man schon keinen
Schaltplan hat.

Elektrometerverstärker und Summierverstärker sollte man jedenfalls kennen.

--
Gerald
 
Am 22.11.22 um 20:58 schrieb Manuel Reimer:
On 22.11.22 20:13, Bernd Mayer wrote:
wie heissen die ICs denn genau?

OK. Hab mein Posting bestimmt 3 mal durchgelesen und sogar extra nochmal
auf das Foto des ICs geschaut. Trotzdem den eigenen Fehler nicht gesehen...

Auf dem IC steht 4558

Habe mich schon gewundert. Der 4558 ist ein rauscharmer
Wald-und-Wiesen-OPV und wird gerne für Audiozwecke verwendet.

Wo kannst Du die denn bestellen?

https://www.reichelt.de/-p13473.html
https://www.reichelt.de/-p18790.html

Der Preisunterschied ist erstaunlich, aber es muss ja nicht unbedingt
NJR sein.

Erstmal ist V+ der Op-Amps gar nicht direkt mit 16 V vom Eingang
verbunden. Da ist \"irgendwas noch dazwischen\". Vom Netzteil kommt
gemessen 16,37 V. An den Op-Amps kommt etwa 14,85 V an.

Das wird ein Serienwiderstand und ein Parallelkondensator gegen Ripple
auf der Versorgungsspannung sein.
Wenn du es genau wissen möchtest, wird dir nichts anderes übrig bleiben,
als alle Leiterbahnen nachzuverfolgen und die Schaltung auf Papier zu
zeichnen.

--
Gerald
 
Am 22.11.22 um 22:55 schrieb Gerald Eіscher:
Am 22.11.22 um 22:46 schrieb Martin Gerdes:
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> schrieb:

Andere Vorschläge?

Normale NF-Diagnostik: Signal am Eingang einspeisen

Geht heutzutage am Einfachsten mit einer Frequenzgenerator Händi-Äpp.

Hallo

für Android hat sich der hier bei mir bewährt:

http://www.keuwl.com/FunctionGenerator/

Ich habe ein uraltes Smartphone dafür recycelt.


Bernd Mayer
 
Am 22.11.22 um 21:03 schrieb Manuel Reimer:

Schaltpläne lassen sich häufig ergurgeln, mit der Modellbezeichnung und
\"schematics\".

Bei \"hinreichend alter\" Hardware sicher. Aber nicht bei einem
PC-Boxensystem.

Zumindest mein Versuch einer Suche nach \"Moody Wavemaster Schematics\"
war nicht erfolgreich.

Bei einem Sony SRS-GD50iP hatte ich Erfolg (ok, taufrisch ist der
nicht). Man mußte etwas hartnäckig sein, aber man findet einen
detaillierten Schaltplan.

Leider hat der mir auch nicht geholfen: Der Verstärker steigt nach
geraumer Zeit (Viertelstunde oder so) wegen Überhitzung aus. Mit offenem
Gehäuse kein Problem. Ich hab einen defekten Spannungsregler tauschen
können, aber das brachte auch keine Besserung.

Alles, was man so messen und mit den im Schaltplan angegeben Werten
vergleichen kann sieht ok aus, der Scheißteil wird nur zu warm. Keine
Ahnung, wie ich da weiter bei der Fehlersuche vorgehen soll - zumal ich
nicht weiß, wie sehr das Dingens ab Werk thermisch auf Kante genäht war.

Hanno

--
The modern conservative is engaged in one of man\'s oldest exercises in
moral philosophy; that is, the search for a superior moral justification
for selfishness.
- John Kenneth Galbraith
 
On 22.11.22 20:58, Manuel Reimer wrote:
Ich hab dann nochmal Strom draufgegeben und die durchverbundenen nicht
invertierenden Eingänge gemessen. Dort habe ich 0 V gegen Masse.
Durchgangsprüfung zur Masse zeigt einen direkten Kurzschluss. Die Masse
ist aber direkt drüber. Wenn hier wirklich 0 V sein sollten, dann hätte
man da doch die beiden Pins direkt verbunden.

Dieser Knoten geht auch auf meinen ominösen 1000 µF Elko. Und eine
Durchgangsprüfung über diesen Elko zeigt auch einen Kurzschluss. Also
kein Wunder das der nicht geladen wird.

Ursache des Fehlers mit größter Wahrscheinlichkeit gefunden. Ich hatte
erst einen kleinen SMD-Keramik-Kondensator verdächtigt aber der war es
nicht. Also den 1000 µF SMD-Elko ausgebaut und siehe da: Kurzschluss weg.

Ich messe da wo der Elko war jetzt etwa 7 V Spannung. Kommt direkt aus
einem Teiler. Möglicherweise hat sich der Hersteller da das Buffern über
einen weiteren OP geschenkt. Spannungsfestigkeit des Elkos war 6,3 V.
War also die ganze Zeit über schon etwas zu viel.

Ersatz-Elkos werden erst noch geliefert. Ich würde jetzt 1000 µF mit
16 V Spannungsfestigkeit verbauen.

Leider ist mir beim Ausbau des Elkos eine Leiterbahn locker geworden. Um
dieses Pad rum ist eine weitere Kupferfläche mit nur geringem Abstand
dazu. Wäre also Mist wenn das sich später bewegt. Ich hab die jetzt
erstmal mit Epoxy-Kleber wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das hält.
Ich könnte schon wieder kotzen. Löten hab ich eigentlich echt gut drauf
aber was mir schon beim Entlöten kaputt gegangen ist geht auf keine
Kuhhaut...

Versucht hatte ich das Entlöten mit 2 Lötstationen gleichzeitig und
350 °C Temperatur an beiden Seiten des Elkos gleichzeitig. Hat aber
scheinbar nicht gereicht um das Lötzinn darunter zu schmelzen. Ich hab
mir jetzt mal \"Chip Quick\" bestellt. Hoffentlich funktioniert das in
solchen Fällen. Bin gespannt was ich noch alles anschaffen muss bis
Entlöten endlich nicht mehr frustet...

Gruß

Manuel
 
Am 23.11.22 um 13:51 schrieb Manuel Reimer:

Leider ist mir beim Ausbau des Elkos eine Leiterbahn locker geworden. Um
dieses Pad rum ist eine weitere Kupferfläche mit nur geringem Abstand
dazu. Wäre also Mist wenn das sich später bewegt. Ich hab die jetzt
erstmal mit Epoxy-Kleber wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das hält.
Ich könnte schon wieder kotzen. Löten hab ich eigentlich echt gut drauf
aber was mir schon beim Entlöten kaputt gegangen ist geht auf keine
Kuhhaut...

SMD Elkos dreht man am besten ab, dann reißen die Anschlußbeinchen am
Bauteil und man kann die Reste auf der Platine ohne weitere Belastung
entfernen. Man darf aber wirklich nur drehen, nicht ziehen!

Hanno

--
The modern conservative is engaged in one of man\'s oldest exercises in
moral philosophy; that is, the search for a superior moral justification
for selfishness.
- John Kenneth Galbraith
 
On 11/23/22 14:08, Hanno Foest wrote:
Am 23.11.22 um 13:51 schrieb Manuel Reimer:

Leider ist mir beim Ausbau des Elkos eine Leiterbahn locker geworden.
Um dieses Pad rum ist eine weitere Kupferfläche mit nur geringem
Abstand dazu. Wäre also Mist wenn das sich später bewegt. Ich hab die
jetzt erstmal mit Epoxy-Kleber wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das
hält. Ich könnte schon wieder kotzen. Löten hab ich eigentlich echt
gut drauf aber was mir schon beim Entlöten kaputt gegangen ist geht
auf keine Kuhhaut...

SMD Elkos dreht man am besten ab, dann reißen die Anschlußbeinchen am
Bauteil und man kann die Reste auf der Platine ohne weitere Belastung
entfernen. Man darf aber wirklich nur drehen, nicht ziehen!

Kann ich bestätigen, funktioniert gut.

Gerrit
 
On 23.11.22 14:08, Hanno Foest wrote:
SMD Elkos dreht man am besten ab, dann reißen die Anschlußbeinchen am
Bauteil und man kann die Reste auf der Platine ohne weitere Belastung
entfernen. Man darf aber wirklich nur drehen, nicht ziehen!

Hab ich an anderer Stelle auch schonmal gelesen. An der Stelle war mir
aber nicht klar ob es der Elko war. Und wenn nicht hätte ich ihn
eigentlich gerne wieder eingebaut. Ersatz habe ich ja nicht da.

Und jetzt ist das Pad halt leider schon kaputt. Wie ich mittlerweile
rausfinden konnte hält mein Epoxy vermutlich auch nur knapp über 100 °C
aus. Keine Ahnung was ich jetzt machen soll.

Gruß

Manuel
 
Am 23.11.22 um 14:13 schrieb Manuel Reimer:

Und jetzt ist das Pad halt leider schon kaputt. Wie ich mittlerweile
rausfinden konnte hält mein Epoxy vermutlich auch nur knapp über 100 °C
aus. Keine Ahnung was ich jetzt machen soll.

Leiterbahn mit einem Stückchen Draht verstärken / verlängern.

Hanno

--
The modern conservative is engaged in one of man\'s oldest exercises in
moral philosophy; that is, the search for a superior moral justification
for selfishness.
- John Kenneth Galbraith
 
Manuel Reimer <manuel.nulldevice@nurfuerspam.de> wrote:

Ursache des Fehlers mit größter Wahrscheinlichkeit gefunden. Ich hatte
erst einen kleinen SMD-Keramik-Kondensator verdächtigt aber der war es
nicht. Also den 1000 µF SMD-Elko ausgebaut und siehe da: Kurzschluss weg.

Glückwunsch!

Ich messe da wo der Elko war jetzt etwa 7 V Spannung. Kommt direkt aus
einem Teiler. Möglicherweise hat sich der Hersteller da das Buffern über
einen weiteren OP geschenkt.

Für mich klingt das nach einer virtuellen Masse für die OP-Amps.

Martin
 
On 23.11.22 14:23, Hanno Foest wrote:
Und jetzt ist das Pad halt leider schon kaputt. Wie ich mittlerweile
rausfinden konnte hält mein Epoxy vermutlich auch nur knapp über
100 °C aus. Keine Ahnung was ich jetzt machen soll.

Leiterbahn mit einem Stückchen Draht verstärken / verlängern.

Ich hab von der Stelle mal ein Foto gemacht:

https://m-reimer.de/tmp/smd_elko.jpg

Das nach oben gehende Pad ist komplett abgeschält gewesen. Ich hab das
jetzt mit Epoxy wieder festgeklebt. Keine Ahnung ob das hält.

Das Pad unten hat etwas von der Massefläche mitgenommen. Man sieht etwas
die Blasenbildung. Ich hab da schon eher erfolglos versucht am unteren
Pad das Lötzinn noch wegzumachen. Die Entlötlitze bleibt an der großen
Massefläche aber immer kleben...

Wie kann man das nun zusätzlich sichern bevor der neue Elko reinkommt?

So langsam frustet mich das doch enorm. Ich hab schon etliche hundert
Euro in immer bessere Lötstationen und Ausstattung investiert nur um
immer wieder auf\'s neue festzustellen das ich beim Entlöten und bei
größeren Masseflächen doch noch Probleme habe.

Gruß

Manuel
 

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