XBLW MAX485
RS-485/RS-422 半双工通信高速收发器
1、 概 述
XB L W 485 用 于 RS- 48 5/ R S- 422 通 信 , 是 一 款
半双工通信的高速收发器,其包含一路驱动器和
一路接收器。具有失效保护电路。具有低摆率驱
动 器 , 能 够 减 小 EM I 和 由 于 不 恰 当 的 终 端 匹 配 电
缆 所 引 起 的 反 射 ,并 实 现 高 达 2.5Mbps 的 无 差 错 数
据 传 输 。具 有 E SD 静 电 放 电 防 护 功 能 。此 外 ,其 接
收 器 具 有 1/ 8 单 位 负 载 输 入 阻 抗 ,总 线 上 可 以挂 接
多 达 256 个 收 发 器 。 主 要 应 用 于
RS- 48 5/ R S- 422 通 信 系 统 , 电 平 转 换 器 , 对 EM I
灵敏的收发器应用,工业控制网络等。
封 装 形 式 SOP 8 , DI P 8
2、 主 要 特 点
I/ O 引 脚 具 有 静 电 放 电 防 护 功 能 :
低 强 度 静 态 电 源 电 流 : 300 μA
+4 kV HB M
-7V 至 +12V 的 共 模 输 入 电 压 范 围
其他所有引脚上都有 3 级静电放电
三 态 Rx 与 Tx 输 出
( ESD ) 防 护 : > +3 kV HB M
30ns 的 传 送 延 迟 , 5ns 的 时 滞
分数式单位负载允许总线上的器件
半双工管脚引出线
多 达 256 个
在 +5V 的 单 电 源 下 工 作
具有限斜率功能,数据速率:最高
电流限定与热关断功能,可用于驱
2.5M bps
动器超负载保护
弱 电 流 关 断 模 式 工 作 电 流 : 1nA
3、 订 购 信 息
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4、 功 能 框 图 与 引 脚 说 明
4.1 功 能 框 图
4.2 功 能 描 述
XB L W 485 高 速 半 双 工 收 发 器 包 含 一 个 驱 动 器 和 接 收 器 。 具 有 失 效 保 护 电 路 ,
当接收器输入开路或短路时,确保接收器输出逻辑高电平。如果挂接在终端匹配总
线上的所有发送器都禁用(高阻),接收器将输出逻辑高电平。低摆率驱动器,能
够 减 小 EM I 和 由 于 不 恰 当 的 电 缆 端 接 所 引 起 的 反 射 ,实 现 高 达 2.5Mbps 的 无 差 错 数
据 传 输 。其 接 收 器 具 有 1/8 单 位 负 载 输 入 阻 抗 ,总 线 上 可 以 挂 接 多 达 256 个 收 发 器 。
4.3 接 收 器 特 性
�� 为 低 电 平 时 , XB LW 485 进 入 接 收 器 模 式 。 功 能 真 值 表 如 下 表 所 示 :
输入
输出
��
DE
A- B
RO
L
X
≥-0. 05V
H
L
X
≤ -0. 2V
L
L
X
Ope n/ sh or t ed
H
H
H
X
Z
H
L
X
Z
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接 收 器 输 入 门 限 分 别 设 置 为 -50 mV 和 -20 0m V 。 若 差 分 接 收 器 输 入 电 压 ( A- B )
大 于 或 等 于 -50 mV , RO 为 逻 辑 高 电 平 ; 若 电 压 ( A- B ) 小 于 或 等 于 -20 0m V , RO 为
逻辑低电平。当挂接在终端匹配总线上的所有发送器都禁用时,接收器差分输入电
压 将 通 过 终 端 电 阻 拉 至 0V 。 依 据 接 收 器 门 限 , 可 实 现 具 有 50m V 最 小 噪 声 容 限 的
逻 辑 高 电 平 。与 以 往 的 失 效 保 护 器 件 不 同 ,-50 mV 至 -20 0m V 门 限 电 压 符 合 ±200m V
的 IA / T IA - 485 标 准 。
接 收 器 96k Ω 的 输 入 阻 抗 超 过 了 RS -4 22 规 定 的 4k Ω , 并 且 是 RS -4 85 的 单 位 负
载 ( UL ) 所 要 求 的 最 小 12 k Ω 阻 抗 的 8 倍 。 因 此 , 这 些 产 品 被 称 作 “1/ 8 单 位 负 载 ”
的 收 发 器 , 并 且 在 一 个 网 络 中 可 含 有 多 达 256 个 这 样 的 器 件 而 且 依 旧 符 合 RS -4 85
负载规定。
接 收 器 输 入 端 在 超 出 电 源 电 压 范 围 ±7V 的 共 模 电 压 ( 即 -7V ~ + 1 2 V ) 下 工 作 ,
这使其成为远距离网络的理想选择,这种远距离网络要确实考虑感应电压问题。
所 有 的 接 收 器 都 有 “ 断 开 时 自 动 预 防 故 障 ”的 功 能 , 可 保 证 接 收 器 输 入 端 未 连 接
(悬空)时,接收器的输出电平高。
接收器很容易达到其相应驱动器支持的数据速率,并且接收器的输出端通过低
电 平 有 效 的 �� , 输 入 脚 可 置 为 三 态 输 出 。
4.4 驱 动 器 特 性
DE 为 高 电 平 时 , XB LW 485 进 入 驱 动 器 模 式 。 功 能 真 值 表 如 下 表 所 示 :
输入
输出
��
DE
DI
B
A
X
H
H
L
H
X
H
L
H
L
L
L
X
Z
Z
H
L
X
Z
RS- 48 5 与 RS -4 22 驱 动 器 是 差 分 输 出 器 件 ,在 负 载 为 54 Ω时 传 送 至 少 1. 5V 电 压
( RS -4 85 ) , 在 负 载 为 100 Ω 时 传 送 至 少 2V 的 电 压 ( RS -4 22 ) 。 这 些 驱 动 器 的 特 点
是以低传送延迟来最大化位宽度,最小化电磁干扰。
驱 动 器 的 输 出 端 通 过 高 电 平 有 效 的 DE 输 入 脚 可 置 为 三 态 输 出 。
XB L W 485 的 驱 动 器 具 备 限 斜 率 功 能 以 便 使 电 磁 干 扰 最 小 , 使 未 端 接 或 未 正 确
端 接 网 络 的 反 射 最 小 。 这 些 带 有 限 斜 率 功 能 的 器 件 的 最 大 数 据 速 率 为 500k bps 。
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4.5 数 据 速 率 , 电 缆 与 终 端
RS- 48 5 与 RS -4 22 专 为 传 输 长 度 达 到 40 00 英 尺 的 网 络 而 设 计 , 这 种 网 络 的 系 统
最 大 数 据 速 率 随 着 传 输 长 度 的 增 加 而 降 低 。 速 率 为 500kp s 的 器 件 则 可 以 在 最 高 数
据 速 率 下 工 作 , 网 络 长 度 可 超 过 1000 英 尺 。
RS- 48 5/ R S- 422 网 络 可 选 用 双 绞 线 电 缆 。 双 绞 线 电 缆 可 以 拾 取 噪 声 与 其 它 的 电
磁 感 应 电 压 ,如 共 模 信 号 ,这 些 IC 的 差 分 接 收 器 可 以 有 效 地 滤 除 这 些 噪 声 与 感 应 电
压。
在 使 用 5Mbp s 器 件 时 , 为 使 反 射 最 小 化 , 应 正 确 端 接 。 传 输 距 离 较 短 的 网 络 在
使 用 250k bps 速 率 的 产 品 时 不 需 要 进 行 端 接 , 但 是 , 除 非 是 不 用 考 虑 功 耗 , 一 般 推
荐进行端接。在点对点或点对多点(一条总线上仅有单个驱动器)网络中,应该对
主 电 缆 离 驱 动 器 最 远 的 一 端 在 其 阻 抗 为 特 性 阻 抗 ( 典 型 值 为 120 Ω) 时 进 行 端 接 。
在多接收器的应用中,连接接收器与主电缆的短线应尽可能短。多点(多驱动器)
系统要求主电缆在处于特性阻抗时两端都进行端接。连接收发器与主电缆的短线应
尽可能短。
4.6 对 内 置 驱 动 器 的 过 载 保 护
如 前 文 所 述 ,RS- 48 5 要 求 驱 动 器 在 最 坏 的 情 况 下 也 能 工 作 ,保 持 总 线 连 接 不 受
损害。通过驱动器的短路电流限制与片内热关断电路,这些器件可以达到此要求。
驱动器的输出级与短路电流限制电路一起工作。该短路电流限制电路可以确保
输 出 电 流 即 使 是 达 到 了 共 模 电 压 范 围 的 极 限 值 也 绝 不 会 超 出 RS- 48 5 的 规 定 。 此 外 ,
这 些 器 件 还 采 用 了 一 条 返 送 电 路 ,只 要 竞 争 电 压 超 过 电 源 电 压 ,就 可 减 少 短 路 电 流 ,
进而减少功耗。
万一主线发生短路,这些器件还有热关断特性,只要冲模温度过高,就会禁止
驱 动 器 工 作 。这 样 就 可 消 除 功 耗 ,使 冲 模 冷 却 下 来 。在 冲 模 温 度 下 降 15 度 左 右 以 后 ,
驱 动 器 会 自 动 重 新 使 能 。如 果 这 种 争 用 情 况 持 续 存 在 的 话 ,热 关 断 /重 新 使 能 周 期 会
一直重复下去 直到故障清除。在热关断期间,接收器仍保持工作。
4.7 低 功 率 关 断 模 式
这 些 CM O S 收 发 器 只 需 使 用 双 极 性 收 发 器 需 要 的 功 率 的 一 部 分 ,但 是 XB L W 48 5
的 关 断 功 能 可 以 将 已 经 很 低 的 静 态 电 流 IC C 减 至 1nA 的 涓 流 。只 要 接 收 器 与 驱 动 器
同 时 被 禁 止( �� =V C C ,DE = G N D )且 至 少 持 续 600n s ,XB L W 485 就 进 入 关 断 状 态 。
将 驱 动 器 与 接 收 器 同 时 禁 止 , 在 50ns 内 绝 对 不 会 进 入 关 断 状 态 。
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4.8 静 电 放 电 ( ESD ) 防 护
XB L W 485 的 所 有 引 脚 都 具 备 3 级 人 体 模 式( HB M )ESD 防 护 功 能 ,但 是 RS -48 5
的 引 脚( 驱 动 器 输 出 端 和 接 收 器 输 入 端 )则 具 有 增 强 型 ES D 防 护 功 能 ,使 它 们 可 以
承 受 ± 15 kV 的 静 电 放 电 冲 击 ( HB M ) 。 RS- 48 5 的 引 脚 最 易 受 到 ES D 损 害 , 因 为 这
些引脚通常被连接到成品外面的无遮蔽端口。仅仅只是触摸端口引脚或者连接电缆
都 会 导 致 静 电 放 电 , 可 能 损 害 未 受 保 护 的 IC 。
这 些 新 型 ES D 防 护 功 能 可 以 保 护 上 电 或 未 上 电 的 器 件 ,禁 止 激 活 任 何 锁 闭 机 制
并 且 不 会 降 低 RS -4 85 的 共 模 电 压 范 围 ( -7V 到 +12V ) 。 这 一 内 置 的 ES D 防 护 功 能
使器件不需要电路板电平保护元件(例如,瞬态抵制二极管)还可以避免相关的不
必要的电容性负载。
5、 引 脚 排 列 图
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6、 引 脚 说 明 与 结 构 原 理
引脚
符号
功能
属性
1
RO
接收器输出端:
如 果 A- B ≥ -0. 05V , 则 RO 为 高 电 平 ;
如 果 A- B ≥ -0. 2V , 则 RO 为 低 电 平 ;
如 果 A 和 B 悬 空 或 短 接 , RO 也 为 高 电 平 。
2
��
接收器输出使能:
�� 为 低 电 平 时 , RO 被 使 能 ;
�� 为 高 电 平 时 , RO 处 于 高 阻 抗 。
结构原理图
O
I
驱动器输出使能:
通 过 将 D E 拉 高 ,驱 动 器 的 输 出 端 Y 与 Z 被 使 能 ;
当 DE 为 低 电 平 时 它 们 处 于 高 阻 抗 。
I
驱动器输入端:
DI 为 低 电 平 , A 为 低 电 平 , B 为 高 电 平
DI 为 高 电 平 , A 为 高 电 平 , B 为 低 电 平
I
3
DE
4
DI
5
GN D
6
A
接收器的输入端与驱动器的输出端
I/ O
7
B
接收器的输入端与驱动器的输出端
I/ O
8
VD D
地
电源
7、 电 特 性
7.1 极 限 参 数 ( 除 非 另 有 规 定 , Ta mb = 25 ℃ )
参数名称
符号
额定值
单位
-0. 3 ~ 7
V
GN D -0 .3 ~ V D D +0 .3
V
电源电压
VDD
极 限 输 入 /输 出 电 压
V I N /V O U T
A/ B 极 限 输 入 / 输 出 电 压
V I N A / B /V O U TA / B
-13 ~ 13
V
工作环境温度
Tamb
-40 ~ 85
℃
贮存温度
Tstg
-65 ~ 150
℃
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7.2 直 流 参 数 ( 除 非 另 有 规 定 , V D D =5V ± 5% , Ta mb= 2 5 ℃ )
参数
规 范 值
符号
条件
差分输出电压
VOD1
无负载
差分输出电压
VOD2
差分输出电压增量
∆V O D
R= 50 Ω or 27 Ω(1)
VOC
R= 50 Ω or 27 Ω(1)
共模输出电压增量
∆V OC
R= 50 Ω or 27 Ω(1)
数字输入高电平
V IH1
2.0
数字输入低电平
VIL1
DE 、 �� 、 DI
数字输入电流
IIN1
-2
A、 B 输 入 电 流
IIN2
DE 、 �� 、 DI
最小
典型
最大
单位
驱动器
共模输出电压
5
R= 50 Ω (R S- 422 )( 1)
2
R= 27 Ω (R S- 485 )( 1)
1.5
0. 01
DE = G ND ,
V D D =G N D or 5.2 5V
IOD 1
0.2
V
3
V
0.2
V
V
0.8
V
2
μA
Vi n= 12 V
125
Vi n= - 7V
-75
-7 ≤ V O U T ≤V D D
输出短路电流
V
0. 01
DE 、 �� 、 DI
-25 0
250
± 25
-7V ≤ V C M ≤12V
-20 0
μA
mA
0V ≤V O U T ≤ 12 V
0V ≤V O U T ≤ V D D
V
mA
mA
接收器
差分阈值电压
VTH
输入迟滞电压
∆ V TH
-12 5
-50
25
mV
mV
输出高电压
V OH
I O =- 4m A , V I D =- 50 mV
3.5
V
输出低电压
V OL
I O =- 4m A , V I D =- 20 0m V
0.4
V
三态输出电流
I OZR
0.4V ≤ V O ≤ 2. 4V
±1
μA
输入电阻
RIN
-7V ≤ V C M ≤12V
96
输出短路电流
IOSR
0V ≤V R O ≤V D D
±7
ICC
无 负 载 , �� =D I
=G N D or V D D
KΩ
±95
mA
工作电流
工作电流
关断模式工作电流
I SH DN
静 电 防 护 ( A/ B )
ES D
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DE = V D D
43 0
900
μA
DE = G ND
37 5
600
μA
0.0 01
10
μA
DE = G ND , �� =V D D
Hum an Bo dy Mode l
± 15
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kV
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7.3 交 流 参 数 ( 除 非 另 有 规 定 , V D D =5V ± 5% , Ta mb= 2 5 ℃ )
参数
符号
条件
tDPLH
规 范 值
单位
最小
典型
最大
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
25 0
72 0
1000
ns
tDPHL
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
25 0
72 0
1000
ns
│ t D P L H -t D P H L │
tDSKE W
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
-3
± 10 0
ns
驱动器上升下降时间
t D R ,t D F
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
53 0
750
ns
具有限斜率功能
驱动器输入到
输出延时
驱动器输入到
输出延时
20 0
数据最大传输速率
f MA X
50 0
驱动器使能延时
tDZH
C L =1 00pF , S2 闭 合 ( 3 )
2500
ns
驱动器使能延时
tDZL
C L =1 00pF , S1 闭 合 ( 3 )
2500
ns
驱动器关闭延时
tDLZ
C L =1 5pF , S 1 闭 合 ( 3 )
100
ns
驱动器关闭延时
tDHZ
C L =1 5pF , S 2 闭 合 ( 3 )
100
ns
接收器输入输出延时
tRPLH
│ V I D │ ≥ 2.0 V
12 7
200
ns
接收器输入输出延时
tRPHL
上 升 下 降 时 间 ≤ 15ns ( 4 )
12 7
200
ns
│ t R P L H -t R P H L │
tRSKD
3
± 30
ns
接收器使能延时
tRZL
C L =1 00pF , S1 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器使能延时
tRZH
C L =1 00pF , S2 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器关闭延时
tRLZ
C L =1 00 pF , S1 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器关闭延时
tRHZ
C L =1 00 pF , S2 闭
20
50
ns
关断模式使能时间
tSHDN
20 0
600
ns
│ V I D │ ≥ 2.0 V
上 升 下 降 时 间 ≤ 15ns ( 4 )
合 (5)
50
kbps
驱动器唤醒延时
t DZH( SHDN)
C L =1 5pF , S 2 闭 合 ( 3 )
4500
ns
驱动器唤醒延时
t DZL(SHDN)
C L =1 5pF , S 1 闭 合
4500
ns
接收器唤醒延时
tRZH(SHDN)
C L =1 00pF , S2 闭 合 ( 5 )
3500
ns
接收器唤醒延时
tRZL(SHDN)
C L =1 00 pF , S1 闭 合 ( 5 )
3500
ns
ns
(3)
无限斜率功能
驱动器输入到输出延时
tDPLH
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
34
60
驱动器输入到输出延时
tDPHL
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
34
60
-2. 5
± 10
ns
14
25
ns
│ t D P L H -t D P H L │
tDSKE W
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF
驱动器上升下降时间
t D R ,t D F
R D I F F =54 Ω,C L 1 =C L 2 =10 0pF ( 2 )
数据最大传输速率
f MA X
驱动器使能延时
tDZH
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(2)
10
C L =1 00pF , S2 闭
合 (3)
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Mbps
150
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ns
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驱动器使能延时
tDZL
C L =1 00pF , S1 闭 合 ( 3 )
150
ns
驱动器关闭延时
tDLZ
C L =1 5pF , S 1 闭 合
(3)
100
ns
驱动器关闭延时
tDHZ
C L =1 5pF , S 2 闭 合 ( 3 )
100
ns
接收器输入输出延时
tRPLH
│ V I D │ ≥ 2.0 V
10 6
150
ns
接收器输入输出延时
tRPHL
上 升 下 降 时 间 ≤ 15ns
10 6
150
ns
│ t R P L H -t R P H L │
tRSKD
0
± 10
ns
接收器使能延时
tRZL
C L =1 00pF , S1 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器使能延时
tRZH
C L =1 00pF , S2 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器关闭延时
tRLZ
C L =1 00 pF , S1 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
接收器关闭延时
tRHZ
C L =1 00 pF , S2 闭 合 ( 5 )
20
50
ns
关断模式使能时间
tSHDN
20 0
600
ns
(4 )
│ V I D │ ≥ 2.0 V
上 升 下 降 时 间 ≤ 15ns ( 4 )
50
驱动器唤醒延时
t DZH( SHDN)
C L =1 5pF , S 2 闭 合 ( 3 )
250
ns
驱动器唤醒延时
t DZL(SHDN)
C L =1 5pF , S 1 闭 合 ( 3 )
250
ns
接收器唤醒延时
tRZH(SHDN)
C L =1 00pF , S2 闭 合 ( 5 )
3500
ns
接收器唤醒延时
tRZL(SHDN)
C L =1 00 pF , S1 闭 合 ( 5 )
3500
ns
注:
(1) 测 试 线 路 见 图 1
(2) 测 试 线 路 见 图 2
(3) 测 试 线 路 见 图 3
(4) 测 试 线 路 见 图 4
(5) 测 试 线 路 见 图 5
8、 测 试 线 路
8.1 直 流 测 试 线 路
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8.2 交 流 测 试 线 路
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9、 典 型 应 用 线 路 与 应 用 说 明
9.1 应 用 线 路
9.2 应 用 说 明
收发器设计用于多点总线传输线上的双向数据通信。图 6 显示了典型的网络应
用 电 路 .这 些 器 件 也 能 用 作 电 缆 长 于 4000 英 尺 的 线 性 转 发 器 。 为 减 小 反 射 , 应 当 在
传输线两端以其特性阻抗进行终端匹配,主干线以外的分支连线长度应尽可能短。
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10、 封 装 尺 寸 与 外 形 图 ( 单 位 : mm)
10.1 SOP8
标注
最 小 ( mm ) 最 大 ( mm )
标注
最 小 ( mm ) 最 大 ( mm )
A
4.9 5
5.15
C3
0. 1
0. 2
A1
0.3 7
0.47
C4
0. 2T Y P
A2
1.2 7T Y P
D
1.0 5T Y P
A3
0.4 1T Y P
D1
0. 5T Y P
B
5.8
6.2
R1
0.0 7T Y P
B1
3.8
4
R2
0.0 7T Y P
Θ1
17 °TY P
B2
5.0 TY P
C
1.3
1.5
Θ2
13 °TY P
C1
0.5 5
0.65
Θ3
4° TY P
C2
0.5 5
0.65
Θ4
12 °TY P
XBLW version 1.0
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XBLW MAX485
RS-485/RS-422 半双工通信高速收发器
10.2 DIP8
标注
最 小 ( mm ) 最 大 ( mm )
A
9.3
A1
A2
9.5
1.5 24
0.3 9
0.53
标注
最 小 ( mm ) 最 大 ( mm )
C2
0.5
C3
3.3
C4
1.5 7 TY P
A3
2. 54
D
8. 2
8. 8
A4
0.6 6T Y P
D1
0. 2
0.3 5
A5
0.9 9T Y P
D2
7.6 2
7.8 7
B
6.3
C
C1
XBLW version 1.0
6.5
7.2
3.3
3.5
Θ1
8° TY P
Θ2
8° TY P
Θ3
5° TY P
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XBLW MAX485
RS-485/RS-422 半双工通信高速收发器
10.3 MSOP8
XBLW version 1.0
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