信号与系统(第二版)

信号与系统(第二版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

Simon Haykin(加)(西蒙 赫金),B 著
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出版社: 电子工业出版社
ISBN:9787121186653
商品编码:29624906262
包装:平装
出版时间:2013-01-01

具体描述

基本信息

书名:信号与系统(第二版)

定价:75.00元

作者:Simon Haykin(加)(西蒙 赫金), Barry Van V

出版社:电子工业出版社

出版日期:2013-01-01

ISBN:9787121186653

字数:

页码:

版次:1

装帧:平装

开本:16开

商品重量:0.740kg

编辑推荐


内容提要


本书全面系统地介绍了信号与系统的基本概念、理论、方法及应用。全书共10章。章介绍了信号与系统的基本概念;第2章讨论了线性时不变系统的时域分析方法;第3章和第4章分别讨论了离散时间周期与非周期信号、连续时间周期与非周期信号,线性时不变系统的傅里叶描述,以及傅里叶描述在混合信号类型中的应用;第6章和第7章分别讨论了连续时间信号与离散时间信号的复指数描述;第5章、第8章和第9章分别介绍了信号与系统在通信系统、滤波器与均衡器及线性反馈系统中的应用;0章简要讨论了非平稳信号及非线性与时变系统方面的课题。本书在体系和内容上特色。章包含了有关噪声的新内容,第4章特别介绍了在混合信号应用中如何在4种基本傅里叶表示方法之间建立联系。全书各章都有用MATLAB语言解题的内容、参考资料以及进一步的阅读材料,并配有相当数量的例题。通过书中大量的各类习题和计算机实验,能够使读者开阔视野,为读者提供了足够的训练空间。

目录


章绪论
1.1信号
1.2系统
1.3系统举例
1.3.1通信系统
1.3.2控制系统
1.3.3微电子机械系统
1.3.4遥感系统
1.3.5生物医学信号处理系统
1.3.6听觉系统
1.3.7模拟与数字信号处理
1.4信号的分类
1.5信号的基本运算
1.5.1对因变量进行的运算
1.5.2对自变量进行的运算
1.5.3既有时移又有时间变换时的先后顺序
1.6基本信号
1.6.1指数信号
1.6.2正弦信号
1.6.3正弦信号与复指数信号的关系
1.6.4指数衰减的正弦信号
1.6.5阶跃信号
1.6.6冲激信号
1.6.7冲激信号的导数
1.6.8斜升信号
1.7将系统看成一种互联运算
1.8系统的特性
1.8.1稳定性
1.8.2记忆性
1.8.3因果性
1.8.4可逆性
1.8.5时不变性
1.8.6线性
1.9噪声
1.9.1热噪声
1.9.2其他电噪声源
1.10主题范例
1.10.1微分和积分:RC电路
1.10.2MEMS加速度计
1.10.3雷达测距
1.10.4移动平均系统
1.10.5多径传输信道
1.10.6离散时间递归计算
1.11利用MATLAB探究概念
1.11.1周期信号
1.11.2指数信号
1.11.3正弦信号
1.11.4指数衰减正弦信号
1.11.5阶跃、冲激和斜升信号
1.11.6自定义函数
1.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第2章线性时不变系统的时域描述
2.1引言
2.2卷积和
2.3卷积和计算过程
2.4卷积积分
2.5卷积积分计算过程
2.6线性时不变系统的互联
2.6.1线性时不变系统的并联
2.6.2线性时不变系统的级联
2.7线性时不变系统的特性与冲激响应之间的关系
2.7.1无记忆线性时不变系统
2.7.2因果线性时不变系统
2.7.3稳定的线性时不变系统
2.7.4可逆系统和反卷积
2.8阶跃响应
2.9线性时不变系统的微分和差分方程描述
2.10微分和差分方程的求解
2.10.1齐次解
2.10.2特解
2.10.3完全解
2.11微分和差分方程所描述的系统的特性
2.11.1自然响应
2.11.2强迫响应
2.11.3冲激响应
2.11.4线性和时不变性
2.11.5特征根
2.12方框图表示
2.13线性时不变系统的状态变量描述
2.13.1状态变量描述
2.13.2状态的变换
2.14利用MATLAB探究概念
2.14.1卷积和
2.14.2阶跃响应
2.14.3差分方程的模拟
2.14.4状态变量描述
2.15小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第3章信号与线性时不变系统的傅里叶描述
3.1引言
3.2复正弦信号和线性时不变系统的频率响应
3.34种信号的傅里叶表示
3.3.1周期信号:傅里叶级数表示
3.3.2非周期信号:傅里叶变换表示
3.4离散时间周期信号:离散时间傅里叶级数
3.5连续时间周期信号:傅里叶级数
3.6离散时间非周期信号:离散时间傅里叶变换
3.7连续时间非周期信号:傅里叶变换
3.8傅里叶表示的特性
3.9线性与对称特性
3.9.1对称特性:实信号和虚信号
3.9.2对称特性:偶信号和奇信号
3.10卷积特性
3.10.1非周期信号的卷积
3.10.2滤波
3.10.3周期信号的卷积
3.11微分和积分特性
3.11.1时域微分
3.11.2频域微分
3.11.3积分
3.12时移和频移特性
3.12.1时移特性
3.12.2频移特性
3.13利用部分分式展开法求傅里叶逆变换
3.13.1傅里叶逆变换
3.13.2离散时间傅里叶逆变换
3.14相乘特性
3.15尺度变换特性
3.16帕斯瓦尔关系
3.17时间-带宽积
3.18对偶特性
3.18.1傅里叶变换的对偶特性
3.18.2离散时间傅里叶级数的对偶特性
3.18.3离散时间傅里叶变换和傅里叶级数的对偶特性
3.19利用MATLAB探究概念
3.19.1由冲激响应求线性时不变系统的频率响应
3.19.2离散时间傅里叶级数
3.19.3傅里叶级数
3.19.4微分方程或差分方程描述的线性时不变系统的频率响应
3.19.5时间-带宽积
3.20小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第4章混合类型信号中傅里叶描述的应用
4.1引言
4.2周期信号的傅里叶变换
4.2.1傅里叶变换与傅里叶级数的关系
4.2.2离散时间傅里叶变换和离散时间傅里叶级数的关系
4.3周期与非周期混合信号的卷积与相乘
4.3.1周期与非周期信号的卷积
4.3.2周期与非周期信号的相乘
4.4离散时间信号的傅里叶变换
4.4.1傅里叶变换与离散时间傅里叶变换的关系
4.4.2傅里叶变换与离散时间傅里叶级数的关系
4.5抽样
4.5.1连续时间信号的抽样
4.5.2次抽样:对离散时间信号的抽样
4.6由样本重构连续时间信号
4.6.1抽样定理
4.6.2理想重构
4.6.3实际的重构:零阶保持
4.7连续时间信号的离散时间处理
4.7.1基本的离散时间信号处理系统
4.7.2过抽样
4.7.3抽取
4.7.4插值
4.8有限持续时间非周期信号的傅里叶级数表示
4.8.1离散时间傅里叶级数与离散时间傅里叶变换的关系
4.8.2傅里叶级数与傅里叶变换的关系
4.9用离散时间傅里叶级数近似傅里叶变换
4.10求离散时间傅里叶级数的有效算法
4.11用MATLAB探究概念
4.11.1抽取与插值
4.11.2离散时间傅里叶级数与离散时间傅里叶变换的关系
4.11.3离散时间傅里叶级数的计算应用
4.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第5章通信系统中的应用
5.1引言
5.2调制类型
5.3调制的好处
5.4全调幅
5.4.1百分比调制
5.4.2调幅波的产生
5.4.3可能的调幅波形
5.4.4全调幅是否满足线性特性
5.4.5调幅的频域描述
5.4.6频谱交叠
5.4.7调幅波的解调
5.5双边带抑制载波调制
5.5.1频域描述
5.5.2相干检波
5.5.3科思特斯接收机
5.6正交载波多路调制
5.7其他调幅方式
5.7.1单边带调制的频域描述
5.7.2单边带调制的时域描述
5.7.3残留边带调制
5.8脉冲调幅
5.8.1重述抽样
5.8.2脉冲调幅的数学描述
5.8.3脉冲调幅信号的解调
5.9多路复用
5.9.1频分复用
5.9.2时分复用
5.10相时延和群时延
5.10.1若干实际的考虑
5.11用MATLAB探究概念
5.11.1全调幅
5.11.2双边带抑制载波调制
5.11.3相延迟和群延迟
5.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第6章信号的连续时间复指数描述: 拉普拉斯变换
6.1引言
6.2拉普拉斯变换
6.2.1est的本征函数的特性
6.2.2拉普拉斯变换描述
6.2.3收敛
6.2.4s平面
6.2.5极点与零点
6.3单边拉普拉斯变换
6.4单边拉普拉斯变换的特性
6.5单边拉普拉斯逆变换
6.6求解具有初始条件的微分方程
6.7电路分析中的拉普拉斯变换法
6.8双边拉普拉斯变换的特性
6.9收敛域特性
6.10双边拉普拉斯逆变换
6.11传递函数
6.11.1传递函数和微分方程的系统描述
6.12因果性与稳定性
6.12.1逆系统
6.13通过极点和零点确定频率响应
6.13.1频率响应的图解
6.13.2伯德图
6.14用MATLAB探究概念
6.14.1极点与零点
6.14.2部分分式展开法
6.14.3相关系统的描述
6.15小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第7章信号的离散时间复指数描述:z变换
7.1引言
7.2z变换
7.2.1收敛性
7.2.2z平面
7.2.3极点和零点
7.3收敛域的特性
7.4z变换的特性
7.5z逆变换
7.5.1部分分式展开法
7.5.2幂级数展开法
7.6传递函数
7.6.1传递函数和差分方程的关系
7.7因果性和稳定性
7.7.1逆系统
7.8由极点和零点求频率响应
7.9实现离散时间线性时不变系统的计算结构
7.10单边z变换
7.10.1定义和特性
7.10.2利用初始条件解差分方程
7.11利用MATLAB探究概念
7.11.1极点和零点
7.11.2逆z变换
7.11.3线性时不变系统的转换分析
7.11.4实现离散时间线性时不变系统的计算结构
7.12小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第8章滤波器和均衡器中的应用
8.1引言
8.2无失真传输的条件
8.3理想低通滤波器
8.3.1矩形脉冲通过理想低通滤波器的传输
8.4滤波器的设计
8.5近似函数
8.5.1巴特沃思滤波器
8.5.2切比雪夫滤波器
8.6频率变换
8.6.1低通到高通的变换
8.6.2低通到带通的变换
8.7无源滤波器
8.8数字滤波器
8.9有限冲激响应数字滤波器
8.9.1语音信号的滤波
8.10无限冲激响应数字滤波器
8.11线性失真
8.12均衡
8.13利用MATLAB探究概念
8.13.1矩形脉冲通过理想低通滤波器的传输
8.13.2有限冲激响应数字滤波器
8.13.3语音信号处理
8.13.4无限冲激响应数字滤波器
8.13.5均衡
8.14小结
进一步的阅读材料
补充题
提高题
计算机实验题

第9章线性反馈系统中的应用
9.1引言
9.2反馈定义
9.3反馈的基本概念
9.3.1负反馈与正反馈
9.4灵敏度分析
9.5反馈对干扰或噪声的影响
9.6失真分析
9.7关于反馈的小结
9.7.1反馈的好处
9.7.2反馈的代价
9.8运算放大器
9.8.1有源滤波器
9.9控制系统
9.9.1开环控制
9.9.2闭环控制
9.10低阶系统的瞬态响应
9.10.1

作者介绍


文摘


序言



《现代通信原理与技术》 引言 在信息爆炸的时代,通信技术以前所未有的速度发展,深刻地改变着人类社会的面貌。从最初的电报到如今的高速无线网络,每一次技术的飞跃都依赖于对信息传递过程中 fundamental 规律的深刻理解。本书旨在系统地介绍现代通信系统的基本原理和关键技术,为读者构建一个坚实的理论基础,并揭示通信技术发展的脉络。我们将从信息论的基石出发,逐步深入到信号的表示、变换、处理,以及它们在不同通信场景下的应用。本书力求在严谨的理论阐述和生动的工程实例之间取得平衡,帮助读者理解抽象概念,并将其与实际的通信系统联系起来。 第一部分:信息与信号的数学基础 第一章:信息论基础 本章我们将探讨“信息”的度量方式。香农的信息论为我们量化信息的不确定性提供了数学工具。我们将介绍信息熵的概念,理解一个随机变量的平均信息量,以及它在数据压缩和编码中的作用。互信息将帮助我们理解两个随机变量之间的关联程度,这是分析通信系统中信道容量和传输效率的关键。此外,我们还将触及信源编码的基本思想,如何用尽可能少的比特来表示信息,以及其与数据压缩算法的联系。 第二章:信号的数学表示 信号是信息的载体,理解信号的本质是理解通信系统的基础。本章将深入探讨各种信号的数学表示方法,包括连续时间信号和离散时间信号。我们将介绍傅里叶级数和傅里叶变换,这是将信号分解为不同频率分量的强大工具,使得我们能够分析信号的频谱特性。拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换的推广,将为我们分析和设计更广泛的系统提供便利,尤其在处理瞬态响应和稳定性问题上。我们还将介绍卷积的概念,理解系统对输入信号的响应如何由系统的冲激响应决定。 第三章:线性时不变系统 线性时不变(LTI)系统是通信系统中最重要的模型之一。本章将详细阐述LTI系统的定义和特性,包括叠加性和时移不变性。我们将深入分析LTI系统的频率响应,理解系统如何改变信号的幅度谱和相位谱,以及它在滤波和均衡中的作用。微分方程和差分方程将作为描述LTI系统的数学工具,并介绍其求解方法。离散时间LTI系统和连续时间LTI系统的分析方法将得到对比和统一。 第二部分:信号处理与调制技术 第四章:采样与量化 数字通信是现代通信的主流,采样和量化是模拟信号转化为数字信号的两个关键步骤。本章将详细介绍奈奎斯特采样定理,理解为了无失真地恢复连续信号,采样频率需要满足的条件。我们将探讨不同类型的采样,如理想采样、脉冲采样和平均采样,以及它们对恢复信号的影响。量化是将连续幅度的信号映射到有限个离散值点的过程,我们将介绍均匀量化和非均匀量化,以及量化误差的概念。量化噪声是数字通信中需要考虑的重要因素。 第五章:数字信号处理 数字信号处理(DSP)在现代通信系统中扮演着核心角色。本章将介绍数字滤波器的设计与分析,包括FIR滤波器和IIR滤波器。我们将探讨各种设计方法,如窗函数法、频率采样法和优化设计法,并分析滤波器的频率响应和相位响应。离散傅里叶变换(DFT)及其高效实现算法快速傅里叶变换(FFT)是数字信号频谱分析的重要工具。此外,我们还将介绍一些基本的数字信号处理算法,如相关和卷积的数字实现,以及它们在信号检测和识别中的应用。 第六章:信号的调制与解调 调制是将基带信号(需要传输的信息)搬移到高频载波上的过程,以便于传输和利用有限的频谱资源。本章将介绍各种模拟调制技术,如调幅(AM)、调频(FM)和调相(PM),分析它们的原理、频谱特性和优缺点。随后,我们将深入探讨数字调制技术,这是现代通信系统的核心。我们将介绍幅度键控(ASK)、频率键控(FSK)、相移键控(PSK)和正交幅度调制(QAM)等。理解这些调制方式的原理、星座图、功率谱密度以及它们对信噪比的需求至关重要。解调则是调制过程的逆过程,用于从接收到的信号中恢复原始信息。 第三部分:通信系统模型与性能分析 第七章:随机过程及其在通信中的应用 通信系统常常受到噪声的干扰,噪声的统计特性往往可以用随机过程来描述。本章将介绍随机过程的基本概念,如概率密度函数、自相关函数和功率谱密度。我们将重点关注平稳随机过程,理解它们在通信系统中的应用,例如将加性高斯白噪声(AWGN)建模。我们将学习如何分析随机过程通过线性时不变系统后的输出特性。 第八章:通信系统的噪声分析 噪声是限制通信系统性能的关键因素。本章将深入分析通信系统中各种噪声的来源和特性,特别是热噪声、散粒噪声和外部干扰。我们将介绍信噪比(SNR)作为衡量信号质量的重要指标,并分析它在不同调制方案下的表现。零均值高斯白噪声(AWGN)作为一种经典的噪声模型,我们将详细分析其对模拟和数字通信系统的影响。 第九章:基带传输与带通传输 本章将区分基带传输和带通传输的概念。基带传输是指信号直接在较低频率范围内传输,通常用于有线通信或数字数据传输。我们将介绍数字基带信号的传输特性,包括码间串扰(ISI)的产生原因及其对信号质量的影响。带通传输是指将信号调制到高频载波上进行传输,这是无线通信和许多有线通信系统的通用方法。我们将回顾和深入分析带通传输系统的整体架构和性能。 第十章:误码率与信道容量 误码率(BER)是衡量数字通信系统可靠性的关键指标。本章将分析不同数字调制方案在AWGN信道下的误码率性能,并学习如何计算和估算误码率。我们将介绍星座图对误码率的影响,以及如何通过增加传输功率或采用更高级的调制技术来降低误码率。信道容量是信息论中的一个核心概念,代表了在给定信道条件下,能够可靠传输信息的最大速率。我们将介绍香农-哈特利定理,理解信道容量与带宽和信噪比的关系,以及它对通信系统设计的重要指导意义。 第四部分:现代通信系统的进阶主题 十一章:多用户通信系统 随着通信需求的爆炸式增长,多用户共享通信资源成为必然。本章将介绍多址技术,如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)。我们将分析这些技术如何允许多个用户在同一通信媒介上同时或分时地进行通信,以及它们的优缺点。CDMA作为一种重要的多址技术,我们将深入探讨其扩频原理和抗干扰能力。 十二章:数字通信系统的均衡 在实际的通信信道中,信号会受到多径效应、衰减和失真等影响,导致码间串扰。均衡技术旨在消除或减弱这些不利影响,恢复原始信号。本章将介绍均衡器的基本原理,包括零强制均衡(ZF)和最小均方误差均衡(MMSE)。我们将分析这些均衡器如何通过改变系统传递函数来补偿信道的畸变。自适应均衡技术将作为一种更高级的解决方案,能够根据信道的变化实时调整均衡器的参数。 十三章:纠错编码基础 为了提高通信系统的可靠性,纠错编码被广泛应用于数字通信。本章将介绍纠错编码的基本思想,即在传输的数据中添加冗余信息,以便在接收端检测和纠正错误。我们将介绍几种基本的线性分组码,如汉明码,分析它们的编码和解码原理,以及纠错能力。循环冗余校验(CRC)作为一种常用的检错码,也将得到介绍。 十四章:移动通信系统导论 移动通信是现代通信的重要组成部分。本章将概述移动通信系统的基本架构,包括蜂窝网络的概念、基站、移动交换中心等。我们将介绍移动通信中的关键技术,如频率复用、小区切换和漫游。从第一代模拟移动通信到如今的第四代和第五代(4G/5G)数字移动通信,我们将简要回顾其技术演进和关键特征。 结论 本书系统地介绍了现代通信系统的基本原理和核心技术。从信息论的基石到信号的数学表示,从信号处理与调制到系统性能分析,再到多用户通信、均衡和纠错编码等进阶主题,我们力求为读者提供一个全面而深入的视角。通信技术的进步永无止境,本书所介绍的知识是理解和参与未来通信技术发展的重要基石。希望本书能够激发读者对通信领域更深入的探索,并为他们在未来的学习和研究中提供有益的指导。

用户评价

评分

《信号与系统(第二版)》这本书,对于我这样一名正在攻读相关硕士学位的学生来说,无疑是一份宝贵的财富。我一直认为,扎实的理论基础是解决复杂工程问题的关键。这本书在基础概念的阐述上,我觉得做得相当到位。我特别看好它在处理系统稳定性、可控性和可观性等方面的讲解,这些都是设计鲁棒控制系统的核心要素。我希望能在这本书中看到更丰富的例子,说明这些理论概念是如何与实际系统联系起来的,比如在航空航航天、电力系统或者生物医学工程中,它们是如何被应用的。而且,我对书中关于状态空间方法的介绍非常感兴趣,希望它能提供更深入的分析,包括如何从系统模型中提取状态变量,以及如何利用状态空间方程来分析系统的动态行为。如果能有一些关于多输入多输出(MIMO)系统的分析,那就更棒了,这对于理解现代复杂系统非常有帮助。

评分

拿到《信号与系统(第二版)》这本书,我第一反应是它一定能帮我填补我在学习过程中留下的知识空白。我对书中关于线性时不变(LTI)系统分析的部分充满了期待,尤其是对傅里叶变换和Z变换的深入讲解。我在实际工作中经常需要处理离散信号,所以Z变换的掌握对我来说至关重要。我希望这本书能提供更多关于Z变换在离散系统分析中的应用,例如如何利用它来分析系统的频率响应、稳定性以及瞬态响应。我也期待它能涵盖一些更高级的话题,比如非线性系统和随机信号处理。如果书中能提供一些实际问题的解决思路,比如如何从给定的信号特征来推断系统的模型,或者如何设计一个能够适应变化的信号环境的自适应系统,那就太有价值了。这本书的出现,对我来说,是继续深入研究信号处理领域的一个绝佳的机会。

评分

作为一名资深的电子工程领域的从业者,我见过不少关于信号与系统的教材,但《信号与系统(第二版)》给我一种耳目一新的感觉。它在保持理论严谨性的同时,似乎更加注重与实际应用的结合。我一直在寻找一本能够系统性地梳理卷积、相关以及傅里叶级数等核心概念的书籍,并能将其与实际的信号调制、解调过程联系起来。我希望这本书能提供更详细的案例分析,比如在调频(FM)和调幅(AM)通信系统中,这些基本原理是如何工作的,以及如何通过这些原理来设计更高效的通信系统。我尤其关心书中关于采样定理的讲解,希望它能解释在实际应用中,由于采样频率不足或存在混叠时,会产生哪些问题,以及如何通过一些高级采样技术来解决这些问题。如果能对噪声对信号和系统的影响进行更深入的探讨,并提供相应的降噪方法,那就再好不过了。

评分

终于等到这本《信号与系统(第二版)》了!作为一名苦苦钻研信号处理多年的工程师,每次遇到棘手的算法或者理论瓶颈,总忍不住会翻出我那本磨损严重的旧版教材。这次的第二版,光看目录就让我眼前一亮,感觉里面一定会藏着许多让我惊喜的内容。尤其是我一直对非线性系统和随机信号处理的部分感到有些力不从心,希望能在这本新版中找到更深入、更系统的讲解,比如更清晰地解释那些复杂的积分变换或者概率模型是如何在实际工程中应用的。我非常期待它能提供一些实际操作的例子,让我能更好地将理论知识转化为解决问题的能力。而且,我很好奇它在现代通信系统、图像处理或者机器学习等新兴领域是如何阐述信号与系统原理的,这对我拓展技术视野至关重要。希望这本书的更新不仅仅是理论的修修补补,更是在思想和应用上能有质的飞跃,让我在面对日益复杂的技术挑战时,能够更加游刃有余。

评分

读了《信号与系统(第二版)》的开篇,我立刻被其清晰的逻辑和循序渐进的讲解所吸引。作者在引言部分就点出了信号与系统在现代科技中无处不在的重要性,这一点让我深有同感。我在学习过程中,最怕的就是那些晦涩难懂、脱离实际的理论堆砌。而这本书似乎恰恰相反,它善于从最基本的概念入手,一步步引导读者深入理解傅里叶变换、拉普拉斯变换等核心工具。我尤其关注书中对于离散时间信号处理的章节,因为这直接关系到我日常工作中的数字滤波器的设计和分析。我希望能看到更多关于不同滤波器的特性比较,以及它们在实际应用中的优缺点分析,比如FIR和IIR滤波器的选择依据,以及如何根据不同的噪声特性来设计滤波器。如果书中还能包含一些代码示例,哪怕是伪代码,那就更完美了,这样我可以直接对照学习,加深理解,并将其运用到我的项目开发中,期待它能为我提供更多实用的解决方案。

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