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音量單位指示器_________________________________________________吳榮宗 主筆
無論是機械式 or LED 發光二極體的架構，其目的無不時刻的表達聲音訊號的動態電平，而在混音桌前
即是要去控制這動態範圍，讓這一鏈級的訊號電平輸出是有效益的。
就古早至今，對於音量指示器的革命倒是沒有多大的格式變化，反而是朝向廉價的LED 發光二極體
製程，它們幾乎在當今的任何聲頻器材上皆會出現，有的廠家更會將它的指示方法模仿傳統機械錶頭
的特性，或是峰值指示錶頭，亦或是混合一起，說是優點嘛，又四不像，反而使用者自個兒要清楚當下
臨界點是在何處才不至混淆。
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( Signal – to - Noise Ratio ; SNR ; SN Ratio ; S / N ; S / N Ratio )
遠早時期人們將甲地的聲音訊號傳送至乙地時，兩系統接駁時就會有很多問題出現的，
然而量度的訊號是多少和利用參考到的是什麼？都要清楚明白的了解，不然所得的值不是與噪音底層
相近的聲音訊號，或是過大失真的聲音訊號，藉由指示儀表輔助的監看加上耳朵的聆聽判斷，
調整出可以使用的聲音動態訊號，我們要將這問題帶入設置於動態範圍，
就我們在這裡所要關心的，一如使用猜測、感覺那些行為，實際上與觀看指示器是同樣的事物，
不過你會發覺這變化是很大的，畢竟看與聽是不太一樣的。就一些基本的聲頻設備物件，
來說出一些基本的電平位能與噪音底層的位置。_
左右，( dBA 是指此測試值採用A加權量測出來的 )。這電平位準 ( Level ) 是
它自己產生的電子噪音，而較高的電平位準是定位在
120 dBA，會將較高的電平位定在這裡是在那一點上當要開始
發生失真的時候，但並不是超越了此額定值其聲音訊號就不
可用，總知從頭到尾可用訊號動態扣掉噪音底層至少要有
100 dBA 的動態範圍，在類比磁帶機的方面，就是傳統機械
式的那種磁帶嘶聲、磁帶的材料、磁飽和，這由低限到高限
的動態範圍是在 50 dB ~ 70 dB 的領域內。
( 機械、馬達、皮帶等 ) 而且這又還要取決於聲軌或磁帶的
寬度、帶速、及是否有使用到特殊的減噪系統
( Noise Reduction System )，在磁帶機方面，若這磁帶機是數位式
我們就能狀態它是確切可實行的能有 80 dB ~ 100 dB 的
動態範圍，在射頻無線傳輸機到接收機的環結上
( 例如：無線麥克風/ 接收機 )，大致說來約於 50 dB的射頻
頻率調變下降到大約30 dB 的振幅調變射頻
( 中波及長波頻段 )。
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__________圖片參考,Dorrough公司網站)監視就是求取一大於噪音系數又不超過失真的適用聲音動態訊號。增加多少或減少多少的動態是另一個
問題，聲音操作員在工作時，在混音桌前即是去控制動態範圍，他們是要在人們運用的音頻動態範圍
內，去取得一個適用的訊號動態範圍，.在這，讓我們集中問題正對涉及到有關「 人 」的因數，
若我們以這個問題來導引，那請問必須以監聽的方式去控制動態範圍嗎？答案是 ( 必須是的 )。
操作者必須透過監聽喇叭去辨別,去控制在節目內的最高電平位準，若是超過了可容許的限制，就會進行
到發生失真的情況，聲音的失真若是因為設備裝置的過荷或磁帶的飽和，輸出的訊號將不適用，
反之訊號過小的話，它漸漸地接近雜音底層的電平位準，這在低於背景雜音的電平位準時亦也是不合
需要的電平位準，但是這比起討厭又不滿意的像似過荷失真並不會有很大的影響，
現在就讓我們來談談會幫我們解決辨識,監聽的工作利器。
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我們需要去確立我們要去利用來在量測時所使用的單位是什麼,它就是「 分貝 」，
但我們所應要利用的是什麼參考電平位準呢？我們首先要知道的是這個「 0 」( 零 )，
它是電子器材裝備在交換處理聲學訊號時，所涉及到在響度方面的事情,因而我們要知道那「 0 」
是立基於聲學壓力 ( Acoustic Pressures ) 上的，透過機器的輸出，將人最小能聽到的訊號設在這個
標準 ” 0 ” 也是一個解釋，因為在那可聆聽到最最小的聲音訊號是很難去度量的，
在電子的設備裝置裡，我們是交換處理於電壓的，而量取一個電壓位能的技術要比聆聽辨別容易多，
事實上那「 零 」的意義，一般地幾幾乎是襲用採納最初的基礎於 1 milliwatt 的功率，這是起始源於在
第二次世界大戰之前，在當時人們視功率在聲頻電路內一直當作個記號， 1 mW 即是等於 0 dB ，
然而這麼小的功率不是很容易地就能去量度的，但電壓卻是能容易地去量度到它的數值的，
在聲頻電路內現在的 600 Ω 標準阻抗就是因襲傳統上的 600Ω，因為這傳統上的600 Ω是老式一對的
電話線之特性阻抗，這 600 Ω 的條件在某環境背景下是很重要的，如同 48V 麥克風電源由來一樣，
但是必竟還是像以前般的較少被利用到，若我們假設在 600 Ω 時是消耗了1 mW 的功率，然後因為
W = V2 / R,因為 1 mW = 0.001 W，因此 0.001 = V2 / 600，抑或V2 = 0.6，因而這給與了我們
V = 0.775 V 的參考標準.這以少許不方便的數據交換處理,然後就成為標準了，當把它委付於當作為是
「 零電平位準 」時，這就是常寫成的「 0 dB 」，在這裡敘述說法上會有許多其它不同的字母去表示，
如 0 dBm，0 dBu，而這樣會變得更混淆，針對於簡單化我們在此附予它為 0 dB，
其實會導致如此也是有故事的，0 dB或0 dBu或0 dBm均符合一般普通一致所採用的，
我們現在就能去看看這特定的儀錶，有二個廣泛使用的特定音量單位指示器儀表裝置，它們是 VU 錶
和 PP 錶，當初製定此儀錶是要他們在可接受的限制範圍內去取得個動態範圍。
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VU 錶有指針讀取橫越整個刻度部份，是視覺可見的聲音量度裝置，大多數是使用於控音桌。
也就現今大家所說的混音器，VU 錶起初是製造在及使用在美國，展示於圖的是音量錶
( 音量單位錶， Volume Unit Meter; VU Meter )，其實它就是個簡單的電壓錶 ( Volt - meter )，
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音量錶是個必須要的物件，是用於去顯示量度在線路上的電平位準於協合一致的儀器，音量錶在技術
條件規範上有非常嚴格的定義，甚至包括了刻度之面版顏色，這是當你一看到那個錶的樣式就知道它是
VU 錶，它能在任何有它的地方發現。從廣播音控桌到卡式錄 / 放音機都有，但它的解釋說明非常之少，
直至今日所有實際製造生產出來的產品在外觀上絕大多數都依照 Bell Laboratories 的原始意思。
在本質上，它僅只是正確妥當的跨接在 600 歐姆傳輸線上的儀錶，藉由規刻的指度，
我們能去計算前述的「 零電平位準 」，在一般所公認的是多少分貝，如果100表示最大的極限電壓，
而 40 表示零電平位準時，那在分貝數目字的差異即是：
20 log 100 / 40 = 20 log 2 . 5 = 20 × 0 . 4 = 8
這項計算的結果是「 零電平位準 」是在可容許程度的最大極限之下的 8 dB，而就 VU 指示錶的對照
0 VU 的實質有效電平位準是 + 4 dBm，( 1.228V )，而錶頭 / 錶針的起動上升時間 ( Attack Time)
和衰變時間 ( Decay Time ) 約 300 ms ，這時間是錶去指示？穩輸入訊號到正確 0 VU 位置之所需要的
時間，或指針滯後 ( 落後 ) 到完全回到原位所需要的時間，這是相互有關連幾乎完全恰是人類耳朵感知
( 感官 ) 的積分 ( Integration ) 時間電平位準，定製 VU 錶是意欲去給與方便、有效、有助益的指示，
是為了要調配合人們耳朵聆聽特性呈對數相等之意，除了聽，它指示出主觀上節目之不同的片段部分，
內容是有多響，在這點它做的非常好，但由於機械動作的來回遲滯，它不能做到的是對於任何實際
有效訊號電平位準達到即時指示，相對地緩慢積成時間漏掉非常多的瞬時現象，這樣的機械動作結果，
VU 錶對實際有效訊號的電平位準指示的不足相差達到 20 dB。
一般通常至少有 8 dB 至 10 dB 的差，舉例一顆小鼓敲擊時，如果錶上有峰值燈.那它將會亮起，
然而指針確不會即時到達那一電平位置，瞭解嗎？對於 VU 錶而言，不過是在細節方面不能充分的
讀取不是非常重要的，因為 UV錶是讓我們對於當下時間，主觀電平位準的配合，及非常簡單的
去讀取，非常簡單的去使用才是重要的，這就是在當初原本的設計用意和理念。
音量單位錶有個特定的動態特性和阻尼特性，這是開發的方法上去監看聲頻訊號的複合波形
對應到響度，這對於聲頻操作者們，VU 錶能簡單的去讀取並附有重要的意義價值，
這是以不規則指示出複合訊號 ( 同時間產生兩個以上的訊號 ) 的響度和訊號在時間上的變動，
VU 錶的反應介於平均和峰值讀取錶之間，
VU 錶的動態特性之定義是：瞬間突然施以個正弦波,施加委付的是 0 VU (100 % ) 的電平位準，
結果指針擺動到 99 % 時偏差達 0 . 3 秒，其包含了不少於 1 % 或多於 1 . 5 % 的過渡偏轉，
( 意思就是指過頭再回來 )，標準 VU 錶有特殊設計的阻尼彈道衝擊響應反應，去使它能夠反應對平均
聲音的音量相當於單獨一個聲音峰值，在節目內容內的峰值反應，會通過錶頭而未被監看發現到。
因此為了要在那裡有足夠的餘裕去容許這些峰值動作，操作者就必須調整系統重現這不充足的峰值，
譬如調整增益值，或系統得到上鏈的聲音訊號動態本來就不能反應重現這不充足的峰值。
針對於此，不必看的太嚴重，其實在一般廣播發射機或磁帶刻錄系統上，本來就不能掌控過量的節目
峰值。
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還有一種是標示了這兩種在一起，錶面具有雙重標示刻度.這又有兩種標示的不同，一種是 – 20 到 + 3
在上，而 0 % 到 100 % 在下，另一種是相反的，這兩種都是 100 % 對應到 0 VU。
較小刻度標示的字較小，而且從 – 20 到 0 是黑色的，0 到 + 3 是紅色的，標示的刻度是在音量單位
讀取上用的，從 – 20 到 0 以及再從 0 到 + 3 .這個 0 是沒有失真時讀出的最大額定正常標準值指示。
越過 0 的刻度是標示為紅色的，以去指示那在這裡的讀數區域是「 Hot 」，
在紅色區域的音量指針讀數，是告訴你只應許可瞬間短暫地指示到這 Hot 區域，當在錶上 Hot 區域
讀取時，我們說它這是「 In the Red 」或「 Spilling Over 」，「 Spilling Over 」即為過多溢出的，
當在錶上的讀數平均是 –20 時，我們說是運作於「 In the Mud 」，「 In the Mud 」即為不清析，
無法使用，效益不足。( 在此謝謝黃建國老師提供資料 )
標示在 VU 錶上從左到右的 0 % 到 100 % 的刻度標度有個稱呼為調制百分比 ( Modulation Percentage )。
100 % 是滿標度 ( Full Scale )，此滿標度 ( Full Scale )，並不是數位滿刻度的解釋，,在此說明。
以調制百分比作參考是運用在射頻功率放送時的監看，以便瞭解放大器的發射效率，
操作員在使用這 VU 錶時，是去在節目聲道 ( Channel ) 上取決所要採取的增益，取決的增益由看錶，
傾聽鑑聽揚聲器，並調節電位器，以視需要去保持適合的聲頻電平位準，實際事實上因為標準 VU 錶
忽略不顯示峰值的讀取特性，操作員們要取決在樂音之下對人聲補償由 3 到 5 dB 去控制峰值電平
位準，這就是為何音量滑臂推桿上的臨界參考點，設定上下界定為 ± 5 dB or 6 dB 之意，
至於另外的習慣是去給與至少 10 dB 之波峰因數 ( Crest Factor )，以去覆蓋聲頻波形之峰值衝程偏移
( Excursions )，這是因為 VU 錶指示的太慢的關係，
標準VU 錶不是用來讀取峰值的儀器，它反應瞬間峰值是在一個標準和制式均量，
雖然這樣但它所作的還是有一定的優勢，主要大概是關係到它的價格比 PPM 錶便宜和它又是直接地
以分貝校正的，但不幸的是那 「 0 」的標記不是一般的零電平位準，它的 0 VU 位置換算分貝是
+ 4 dBm，它是去指示最大可容許程度的電壓，這是相當於 100 % 的訊號，( + 4 dBm )。而 0 dBm
相當於在 - 3 VU 之間，這所造成混淆的事務，往往誤解 0 VU = 0 dB，它不明的是對於不同的機構
組織對於 VU 錶所採用的不同校準，所以參照廠商設定的規格方面需要留心謹慎的去察查，以免誤導。
現今在專業裝置上在消費性產品上有減少需求標準 VU 錶傾向 LED 峰值指示器的趨勢，但是要知道在
監看上 VU 錶的平均特性還是很重要的。0 VU 錄音電平位準 ( 在錄音電平位準錶上的 0 位置 )
是錄音座之正常標準名義額定運轉的電平位準，它代表想要產生錄在磁帶上的磁通量 ( Flux )
( 即磁場強度 ) 以 VU 錶而言，滿 VU 對應一個錄音電平位準，即是在磁帶上錄 400 Hz / + 8 dB，
這 8 dB 相當 VU 錶的 + 3 VU 了。
在那電平位準之下將產生3 % 的三次諧波失真( Third Harmonic Distortion )，在 0 VU 的典型地失真是
要低於 1 % 的，大於 + 3 VU，這是過度的錄音電平位準，磁帶會飽和 ( Saturate )，這樣會造成失真，
保持在低於 – 10 VU 時，這樣的電平位準太低，會造成聽到磁帶的嘶聲 ( Hiss )，當施加個複合波形到
VU 錶時，在錶上讀得之電壓會低於峰值波形之電壓，這是因為 VU 錶之反應不夠快去迅速的循著暫態
正確精密地反應，這種不正確錯誤，會造成於電平位準在設定上的問題，在磁帶錄音座上的電錶，
是用來顯示錄音及放音的電平位準，這些電錶大部分是VU 錶，在這的 VU 錶上大多有內建
LED ( Light Emitting Diode ) 峰值指示器，或這 VU 錶是以 LED 組成的條狀指示器以去顯示峰值，
關於視覺可見的發光電平位準量度裝置。
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__________( 圖片參考,Dorrough公司網站 )
LED 在條線上從左向右點亮，對應符合聲頻電平位準的強度，由 – 20 到 0 是使用黃色或綠色的 LED
而從 0 到 + 3 VU 是使用紅色的 LED ，讀取的特徵像 VU 錶般的平均讀取特徵，
LED 錶又能設計成垂直的甚或具有峰值節目錶 ( Peak Program Meter ；PPM ) 般的特徵。
峰值指示器
英國的聲頻操作員們，一般均廣泛地認同對於在 VU 錶上所看到讀得的峰值電平位準比較少，
代表性的是以 10 到 12 dB，而因如此，將視覺上的認為電平偏差來做動態的補償，這樣錯覺地導入
容易引起失真，所以某些 VU 錶會加入一只 LED 峰值指示器 ( Peak Indicator )，這只 LED 是內建在
電錶的右上角，它是紅色的在過荷達到最高峰時它就會閃亮，有製造廠家製作了條狀圖示 LED 在 VU
錶面成 VU 錶狀，不同的是聲頻的電平位準之重覆多重性，必須要同時看到，它們又能以真實 / 時
( Real Time ) 的方式顯示於彩色監視器上，顯示在垂直條狀圖示顯示的方式，就像真時頻譜分析儀的
顯示方式，峰值指示器在錄音時,因為它反應非常迅速，能顯示更精確的峰值電平位準。
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PPM 的起源是在英國，比較起來絕大多數用於英國及某些歐洲國家，它與VU 錶同樣的有個指針去
指示，但它的彈道衝擊方式是它讀取聲頻電平位準的峰值不似平均般的，圖示的是典型的 PPM 錶。
______________________( PPM Meter )
英國廣播公司 ( British Broadcasting Corporation ; BBC ) 為了回應對於符合 PPM 所訂定之 BS 4297
規範，PPM 不同於 VU 有三個非常重要的細節：
1、PPM 錶是黑色的，在黑色的面板上刻度是白色的以及在那面板上刻度的記號是以最少的數目字
__去表示。
2、PPM 是峰值指示裝置的儀器，它有能力正確地去顯示訊號暫態過程 ( 暫態現象 )，它具有個非常短
__的起動時間，另外具有個較長的滯後衰變時間去給與個機會，以便有可能性的次第的去捕捉獲得
__它們使得視覺能看到那些峰值。
3、PPM 的刻度標示是對數標示的，這授與整個標示刻度範圍去做精確的訊號電平位準量測，
__整個標示刻度範圍由七個標記點組成。從1 到7 每個分割表示分配區分4 dB 的電平位準改變變化，
__中間的那個標記點是PPM 4 ，它是設定去指示在0 dBm 或0 dBu ，常態工作運轉的最大訊號極限是
__PPM 6 ，或稱為 + 8 dBu 。我們看了以上的三個非常重要的細節，又可以總結出以下的六點：
1、在黑色的面板上刻度是白色的，以及在那面板上刻度的記號是以最少的數目字去表示，
__這是當注視電錶在於個長時間的時候，能減少視力產生的差錯。
2、結合了電氣迴路成為指針在上昇時能非常地快速，去指示出全部顯要的峰值電壓,然後能緩慢地
__下降回檔，這樣的快速地上昇，緩慢地下降，一而再的如此動作，因此能簡易的去讀取當下的動態
__峰值範圍。
3、中間的那個標記點是「 PPM 4 」，它是設定去指示在 0 dBm 或 0 dBu ( 0.775 V )，這相當於
_「 零電平位準 」這點是非常重要的。
4、在錶上所列示的刻度標記,在它們之間是合規則常態的每間隔4 dB 的，注意在某些較老式的
__PPM 錶上，在刻度1 和2 之間是6 dB。.
5、以每 4 dB 的分割和 PPM 4 組成零電平位準，到隨後的 PPM 6 相當於最大可容許限度的電壓，
__這 PPM 6 是常態工作運轉的最大訊號極限，或稱為 + 8 dBu 。
6、雖然在錶面那裡僅只有少數的刻度記號，還是有可能去讀得 0 . 5 dB 的差異，但這主要是要在個
__穩定持平的訊號之下才能辦到的。
_
但 VU 錶所指示出的在穩定而持平的純音時能正當合理的令人滿意，然而在一般上 VU 錶比起 PPM 錶
在精確度方面會較少，這對於 VU 錶是它的缺陷，在大英國協 VU 錶僅大致能找到在於在 24 軌的磁帶機
上，或者是在低價位的裝置設備上。在 24 軌的磁帶機上，因在那兒它有適當足夠需要的數量，
對於設定機器和又能指示出滿錶頭 + 3VU ( + 8 dB ) 所記錄的聲軌訊號，當然啦，主要的是他的高價和
必需要所以在 24 軌的磁帶機上才會用有那麼多的。有的時候，或許會要求對於響度的指示器，
這時 VU 錶即比 PPM 錶好，這就會成為一個問題了，事實上對於響度而言的指示器，
它們兩者都是非常非常好的。
PPM 因為是正確精準的和有效用的，為了要如同個 VU 錶做完成同樣的機能作用，這是對於調配合
主觀電平位準，操作者們會要去查看對於不同類型之節目內容的峰值電平位準列表；
例如：PPM 4 適於大量壓縮的通俗音樂，演講說話適合 PPM 5 到 5 . 5 ，而 VU 錶則是一直自動地做
這些調節 ( 調整、適應 )，雖然它對於峰值無用的，但是它是循著節目的強度的，事實上所有其它的
電平位準指示裝置,都極力模仿 VU 或 PPM。兩者之一的特徵、特性、及特色，亦或兩者皆仿，
另外有歐洲別的不同的電錶；
是峰值型和對數型，但用不同的方法不像 PPM 的，對於當下我們更是少少的會運用到它們，
有些正規專業的廣播員會喜愛個變種的 PPM ，那是類似於 BS 4297 規範的動態特性
( Dynamic Characteristics )，
除了電平位準之外標記點是各式各樣不同的且提高了 8 dB，標記點給與實際有效的電平位準值。
而不是所熟知的那 1 到 7 標記點；實際有效的電平位準值高達 +16 dB 的最大值,而且是紅色的，
其它型式的節目量測裝置或許在裝置上那裡的空間很少又為了減低成本，而且不需要極精確的。
因此各式各樣的 LED 錶在這些年來變的非常熱門流行，這會有用了許多不同色彩的 LED 去分段，
通常綠色的指示出到零電平位準或是可能到 + 8 dB，而紅色的是在較高位的讀數，
它的精準度不是非常地好，每個分段大約 2 dB 或 3 dB，但若有較多數目的段落部份是能做到，
得到更好的精準度。
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「 Bouncing Ball 」是以指示的方式去表示的，其最高部份殘留照 ( 點 )亮的顯示短暫的聯結耦合或是
依照那樣子的，它們通常是個粗製生產製作的產品，但是卻是非常有用處的峰值指示器，
更高價位的是電漿 ( Plasma ) 顯示器，在那是使用了大量的發光體，它能適度相當地並精準而再加上
能夠授與 ( 施與 ) VU 或PPM 的任一特徵。
因此它們一般相對的需要大量的電力，又因若要有非常精確的要求致使價位較高，我們述說了錶頭的
過去與現在，不外乎是希望看了文章的同好們對於鍵別訊號動態的方法及準則能有幫忙，
對於所調整出來的位準不就是為了與功率放送級有一標準的界定，整理出這些規格對照大致如下，
*以下 dBm = dBu = dBv = dB,
- 4 VU = 0 dBm
0 VU = + 4 dBm ( 100% 調制百分百 )
3 VU = + 8 dBm ( 滿 VU )
PPM 4 = 0 dBm
PPM 5 = + 4 dBm
PPM 6 = + 8 dBm
PPM 7 = + 12 dBm
PPM 8 = + 16 dBm
0 dBFS = + 24 dBm
0 dBu = - 24 dBFS ( 美規 ) -18 dBFS ( 歐規 ) = - 4 VU = 0 . 775 V
+ 4 dBu = -20 dBFS ( 美規 ) = -14 dBFS ( 歐規 ) = 0 VU = 1 . 228 =1 . 23V
http://www.dorrough.com，這是一個儀器學術等級的錶頭製造公司，各位可以參考一下。
dBFS
分貝滿刻度也就是一般數位設備上的指示單位，這”滿刻度”之意就是使用在一類比訊號轉換成數位訊號
or 數位訊號換成類比訊號時的過程，這轉換之間所能記錄編碼的最大電平量
( 在數位訊號失真切割之前 " digital clipping " )。這個最大的記錄編碼電平量就寫成 0 dBFS ，
0 dBFS 數位訊號滿刻度又等於 + 24 dBu 的類比訊號輸出，然而一般的數位設備會架構於 + 18 dBu
輸出。幾乎所有的數位設備皆是配備 dBFS 的錶頭，個人的經驗及建議是操作混音平台時，能具備
VU 錶，PPM 錶 LED 指示錶頭，那是最安全的，只要能力所及就去實現這樣的架構，
這對自己的專業領域提升是件好事。
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