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新疆大学课程设计报告所属院系：科学技术学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电子技术基础上设计题目：过电压保护电路设计班级：电气14-1学生姓名：庞浩学生学号：20142450007指导老师: 常翠宁完成日期：2016. 6. 301．双向二极管限幅电路图2 经典过电压保护电路经典过电压保护电路虽然有许多优点，但是由于Multisim 12.0中无法找到元件MAX6495,无法进行仿真，所以不选用该方案。
3．智能家电过电压保护电路电路原理：该装置工作原理见图，电容器C1将220V 交流市电降压限流后，由二极管1D V 、 2D V 整流，电容器2C 担任滤波，得到12V 左右的直流电压。
当电网电压正常时，稳压二极管VDW 不能被击穿导通，此时三极管VT 处于截止状态，双向可控硅VS 受到电压触发面导通，插在插座XS 中的家电通电工作。
（图3）图3 智能家电过压保护电路如果电网电压突然升高，超过250V ，此时在RP 中点的电压就导致VDW 击穿导通，VDW 导通后，又使得三极管VT 导通，VT 导通后，其集电极—发射极的压降很小，不足以触发VS ，又导致VS 截止，因此插座XS 中的家电断电停止工作，因而起到了保护的目的。
一旦电网电压下降，VT 又截止，VT 的集电极电位升高，又触发VS 导通，家电得电继续工作。
R 电阻5.1K1，RP 电位器15K 选用多圈精密电位器1，C1金属化纸介电容0.47uF 耐压≥400V1，C2电解电容100uF/25V1，1D V 、 2D V 整流二极管IN40072，VDW 稳压二极管12V 的2CW121，VT 晶体三极管3DA87C 、3DG12等1，VS 双向可控硅6—10A 耐压≥600V1，CZ 电源插座10A 250V1该装置的调试十分简单，当电网电压为220V 时，调整RP ，使VDW 不击穿，当电压升高至250V ，VT 饱和导通即可，调试时用一调压变压器来模拟市电的变化更方便。
电子技术综合课程设计课程：电子技术综合课程设计题目：电网电压异常报警器的设计与制作所属院(系) 物理与电信工程学院专业班级通信104 姓名学号：指导老师完成地点501实验室20XX年 09月10日目录任务书电网电压异常报警器的设计与制作一、任务和要求：设计并制作一个电网电压异常报警器，要求如下：1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声元件；2、设交流电网电压的正常波动范围为190V～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。
当电网电压低于190V或超过250V时，报警器发出声响，并根据声响的不同音调区分电压的高低，即：(1)当电压超过250V时，报警器发出两种频率交替的“嘀-嘟”声；(2)当电压低于190V时，报警器发出间歇式声响，即输出给蜂鸣器的电压波形。
3、允许AC220V供电，应设计并制作本电路所用的直流电源。
因电网电压较高，需通过一个电源变压器将高电压降低至安全电压。
电网电压的波动可通过交流调压器来实现。
三、提示和参考文献直流稳压电源见参考资料P23前言“实践是检验真理的唯一标准。
”大三开学伊始，我们便开始了为期三周的课程设计。
上一学年我们开设了《模拟电路技术》与《数字电路技术》课，这两门学科都属于电子电路范畴，是我们通信专业的专业基础课，且都是理论方面的知识。
学习任何知识，仅从理论上去求知，而不去实践、探索是不够的，所以在本学期模电、数电刚学完之际，紧接着来一次电子电路课程设计是很及时、很必要的。
这样不仅能加深我们对电子电路的认识，而且还及时、真正的做到了学以致用。
这是一次对我们所学知识的检验，课程设计是将理论知识应用到实践中，是理论和实践的结合，此外的电子技术综合课程设计是将我们所学的《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》的综合应用，欲通过此次课程设计将我们所学的理论知识运用到生活实践之中去，一致更好的学习理论知识。
我们此次的设计任务是“电网电压异常报警电路的设计和制作”，主要是针对我们学习模拟电子技术之后与数字电子技术基础综合起来，进行综合设计培养以我们独立分析、思考与解决实际问题的能力，以及如何将所学的课程运用于实践中。
电网电压异常报警装置发表时间：2018-10-01T10:56:33.447Z 来源：《电力设备》2018年第16期作者：赵斌李军贤张君之[导读] 摘要：根据电网安全稳定运行的监测要求，设计了一款简单的电网电压异常报警装置。
（山东农业大学山东省泰安市 271018）摘要：根据电网安全稳定运行的监测要求，设计了一款简单的电网电压异常报警装置。
基于Multisim8进行了各模块电路的设计与仿真进行实际测试验证。
交流电网电压在190～250V范围时,报警器不发声;当低于190V或超过250V时,报警器发出不同声响以示区别。
在Multisim 环境下进行电路的设计与仿真,直观、快速、方便,产品设计和调试周期短,成功率高。
关键词：电网电压异常；报警装置；Multisim引言随着科学技术的进步、国民经济的快速发展及人民生活水平的不断提高,人们对电力的需求和依赖性越来越强。
目前电网电压异常报警装置已经向集成化、智能化方向发展,且成熟产品非常多。
本文利用Multisim软件作为开发工具, 设计了一款简单的电网电压异常报警装置。
1设计方案为了检测电网电压异常情况,首先由变压器把单相交流电压降低到适当值,然后经桥式整流及稳压电路后得到稳定的直流电源,再通过衰减电路降低250V及190V 对应的上、下阈值电平;以220V交流电对应的小信号电压为基准,当电网电压波动时 , 利用窗口比较器确定触发后级某个报警电路使蜂鸣器发出不同声响。
据此给出电路设计框图如图1-1所示。
图1-1电网电压异常报警装置设计框图2建模及仿真2.1 变压器降压及整流滤波电路设计与仿真变压器降压后的交流电压必须经过单相桥式整流电路的整流、滤波,才能进行衰减、比较。
正弦电压源为220 V / 50 H z ,变压器为10∶1降压,在变压器次级及整流桥滤波电容后面分别连接电压表进行数据测试 , 用示波器的A、B通道分别观察变压器次级电压波形及整流桥滤波后的电压波形。
电压越限报警器摘要：电压越限报警器是有五部分组成，获取降压部分，调整电流部分，滤波部分，判断报警部分，报警部分。
其组成采用了：变压器、桥式整流器、滤波器，电压双限比较器，和一个喇叭报警器。
变压器、桥式整流器、滤波器这三个主要是为了调整判断报警电路的输入电压，电压双限比较器，和一个喇叭报警器主要是判断我们所测量的电压是否为我们所需的电压，如果电压过低或过高则报警，否则正常运行。
关键词：电压越限；整流滤波；电压比较器；报警Abstract:voltage limit alarm is composed of five parts, acquiring buck portions, adjus t the current section, filtering, judge the alarm part, an alarm part. The composition uses : transformers, bridge rectifier, filter, voltage double limit comparator, and a horn alarm. Transformers, bridge rectifier, filter three is mainly to adjust the judgment of alarm circ uit input voltage, voltage double limit comparator, and a horn alarm is mainly judged b y our of the measured voltage is our desired voltage, if the voltage is too low or too hig h alarm, otherwise normal operation.Keywords:voltage limit; rectifying filtering； voltage comparator; alarm;前言：生活中，我们所获得的电压往往是22V的稳定电压，但我们不可避免的是如果由于电路短路，负载的增加或减少，电路被雷击或者是因为其他原因使得电网中的电压突然增大或减小，从而烧坏我们家里的洗衣机，电视机，电脑的一些家用电设备，因此，为了避免用电器的输入电压的突然地增加或减少，可以用安装一个电压越限报警器，在电压高于或低于用电设备的输入电压时就会报警，提示用户立刻切断电源或采取一定措施保护我们的用电设备不会被烧坏。
市电过压、欠压报警器不少家用电器对供电电压有一定的要求，过电压与欠电压都有损害作用。
本例介绍的交流市电过电压、欠电压报警器，当交流电压在180—240V 间，绿色指示灯亮，如果电压超过240V或低于180V时，绿色指示灯灭，红色指示灯发光报警，报警器的电路如图下所示。
555时基电路组成可复位型滞后电压比较器，它的电源由变压器T降压、VD整流、VS稳压和电容C滤波供给，LED2为绿色发光二极管，电压正常时点亮。
电路首次通电时，C3电压由0V开始充电上升，所以555时基电路的②、④脚电位也从0V开始上升，555时基电路先复位，后置位，输出端③脚为高电平，LED2点亮发光。
这是正常电压供电时的静止状态。
电阻及2与RPl、RP2串联接成分压器，它是接在未经稳压的即VD输出端与地之间，当市电电压发生波动时，它的两个分压点即555时基电路的⑥脚与④脚电位也随之波动。
当市电电压过高超过240V时，⑥脚电位上升到VS稳压值(6V)的2／3时，555时基电路复位，③脚输出低电平，LED2熄灭，红色发光管LEDl点亮报警。
如果电网电压过低，低于180V时，则555时基电路的强制复位端④脚电位低于0．4V，电路也被复位，同样LED2熄灭，红色发光管LEDl点亮报警。
调节电位器RPl、RP2的阻值可以分别调节电路的过电压与欠电压报警阈值电平。
RPl、RP2应用质量较好的WSW型有机实芯微调电阻器。
LEDl如能采用BTSll405型红色闪烁发光二极管，则报警效果更佳，它将发出红色闪烁光，十分醒目。
此时只R3应改为240Ώ，以适应闪烁发光二极管的电流需要。
LED2则为普通绿色发光二极管。
线路板图如右图所示。
电压异常报警器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电压异常报警器的基本工作原理；2. 学生能够描述电压异常报警器的电路组成及各部分功能；3. 学生能够运用已学过的电子元件知识，分析电压异常报警器的电路图。
技能目标：1. 学生能够独立完成电压异常报警器的组装与调试；2. 学生能够运用问题解决策略，对电压异常报警器进行故障排查；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的电压异常报警器电路。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对电子技术的兴趣，增强学习电子技术的自信心；2. 学生能够认识到电压异常报警器在实际生活中的应用，体会科技与生活的紧密联系；3. 学生能够培养团队协作精神，学会在团队中发挥自己的作用。
课程性质：本课程为电子技术课程，旨在通过电压异常报警器的组装与调试，帮助学生巩固电子元件知识，提高实际操作能力。
学生特点：学生已具备一定的电子元件知识，动手操作能力较强，但缺乏实际应用经验。
教学要求：注重理论与实践相结合，引导学生通过动手实践，掌握电压异常报警器的相关知识，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
同时，关注学生的情感态度价值观培养，激发学生的学习兴趣和团队合作精神。
二、教学内容1. 理论知识：- 电压异常报警器的工作原理；- 电压异常报警器电路的组成及各部分功能；- 电压异常报警器电路图的识读与分析。
2. 实践操作：- 电压异常报警器的组装与调试；- 故障排查与问题解决；- 设计简单的电压异常报警器电路。
3. 教学大纲：- 第一课时：回顾电子元件知识，介绍电压异常报警器的工作原理及电路组成；- 第二课时：分析电压异常报警器电路图，讲解各部分功能；- 第三课时：进行电压异常报警器的组装与调试，实际操作过程中讲解注意事项；- 第四课时：开展故障排查与问题解决，引导学生运用所学知识解决问题；- 第五课时：设计简单的电压异常报警器电路，培养学生的创新意识。
教材关联性：教学内容与教材中关于电子元件、电路原理及实际应用的相关章节紧密相关，确保学生能够将所学知识应用于实际操作中。
电网电压异常报警器电网电压异常报警器的设计与制作任务书一、任务和要求：设计并制作一个电网电压异常报警器，要求如下：1、用压电陶瓷蜂鸣器作为电声元件；2、设交流电网电压的正常波动范围为190V～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。
当电网电压低于190V或超过250V时，报警器发出声响，并根据声响的不同音调区分电压的高低，即：(1)当电压超过250V时，报警器发出两种频率交替的“嘀-嘟”声；(2)当电压低于190V时，报警器发出间歇式声响，即输出给蜂鸣器的电压波形。
3、允许AC220V供电，应设计并制作本电路所用的直流电源。
因电网电压较高，需通过一个电源变压器将高电压降低至安全电压。
电网电压的波动可通过交流调压器来实现。
二、提示和参考文献直流稳压电源见参考资料P23目录前言 (1)1、方案的提出与论证 (2)1.1方案的提出 (2)1.1.1电源电路 (2)1.1.2比较电路 (2)1.1.3报警电路 (2)1.2方案论证 (3)1.2.1电源电路 (3)1.2.2比较电路 (4)1.2.3报警电路 (5)2、单元电路设计 (6)2.1电源电路 (6)2.1.1电源电路中各部分电路的功能 (6)2.1.2整个电源电路的工作原理 (7)2.2采样电路 (7)2.3比较电路 (8)2.4报警电路 (9)2.4.1单频报警电路 (9)2.4.2双频报警电路 (10)3、软件仿真与硬件装调 (11)3.1软件仿真 (11)3.1.1 Proteus软件介绍 (11)3.1.2 Proteus软件部分元件对照表 (12)3.1.3仿真过程中出现的问题及解决方法 (12)3.2 硬件装调 (13)3.2.1 电路安装与连接 (13)3.2.2电路的调试过程中出现的问题及解决方法 (14)3.2.3 数据分析 (15)4、总结与体会 (16)5、致谢 (17)附录 (18)附录A 各芯片管脚图与管脚功能 (18)附录B 单元整体电路图 (21)附录C元器件清单 (22)附录D软件仿真波形图 (24)附录E 实物连接图 (25)参考文献 (27)陕西理工学院通信工程电子技术综合课程设计报告前言“电子技术综合课程设计”是电子技术课程的实践性环节，是在我们学习了《模拟电子技术基础》和《数字电子技术基础》这两门课的基础上进行的综合性训练。
220V电源断电报警器在一些场合，必须保证不间断地供电，或停电后必须通知操作者，使其知道已经停电，采取相应的措施。
在这里，我们推出一款停电报警器，市电正常供电时，报警处于监测状态，当市电停电时，马上发出响亮的报警声，提醒人们注意，现在已经停电，要采取相应的措施。
本报警器应用于装有电子监控的防盗系统的场合时，能有效地配合其工作，当不法份子企图切断电源而使报警系统无法工作时，停电报警器便会事先发出报警。
也可以用于在一些特殊的生产生活中，比如养殖场的孵化室育雏室等场地，如果不能及时的发觉停电，损失将不可估计.市电来、停电多功能报警电路市电来、停电多功能报警电路许多机房常使用两路或多路市电电源供电，由于机房的内外环境嘈杂，在有时停电、来电时，值班人员不能及时发觉，造成许多损失。
为了解决以上不便，根据机房用电的实际情况，依照经济、可靠、实用的原则，设计出了以下电路。
电路功能1、当机房工作市电正常时(监控开关置停电报警位)，电路不报警；当工作市电停电时，电路立即报警。
2、当机房工作市电停电，并且两路市电均无电时(监控开关置来电报警位)，电路不报警；而当任何一路或两路市电来电时，电路立即报警。
3、在任何情况下，当发生紧急事故时，值班人员可按下紧急按钮，电路立即报警。
电路特点此电路采用光耦芯片进行强电隔离，数字逻辑电路进行分析和判断，晶体管和继电器进行控制，12v 电源由机房不间断电源提供，报警器使用市场上成熟的高分贝报警器，设计电路简单、可靠、安全。
经过我们机房长时问使用，达到设计要求。
工作原理，监测线有4个，分别是两路市电中任一路相线、机房正在使用的市电中的任一路相线及公共零线。
警报器、紧急按钮及切换开关部分与电路部分采用分体设计，它们之间用5类网线连接，便于以后功能扩展。
1、强电采集部分220V交流电经二极管整流、电阻限流保护、电容滤波和稳压二极管稳压后，在电容端得到较稳定的12V直流电，然后加在光耦芯片端(1、3、5)。
电网电压异常报警器设计一、引言电网电压是供电系统中的重要参数之一，对于电力运行和设备正常工作起着重要的作用。
然而，在实际运行中，电网电压可能会出现异常，如超过额定值或低于额定值。
为了及时发现和处理这些异常情况，设计一个电网电压异常报警器是非常必要的。
二、报警器设计原理1.电压信号采集：使用传感器采集电网电压信号，并将其转换为电压值，供后续处理。
2.电压值比较：将采集到的电压值与额定值进行比较，计算差异值。
3.阈值判断：设定一个阈值，当差异值超过该阈值时，认为电压异常，并触发报警。
4.报警装置：当电压异常时，触发报警装置，发出声音或光线信号，以提醒工作人员注意。
三、电网电压异常报警器设计细节1.电压信号采集：可选用压电传感器或电位器传感器进行电压信号采集。
采集的信号应包括电压值和时间戳，以便后续分析和判断。
2.电压值比较：将采集到的电压值与额定值进行比较，计算差异值。
可以使用差分放大器等电路对信号进行放大和调整，从而得到更准确的比较结果。
3.阈值判断：根据电网操作规程和设备特性，确定合理的阈值。
可以设置上下限，当电压值超过上限或低于下限时，认为电压异常，并触发报警。
4.报警装置：可以使用蜂鸣器、LED灯等装置进行报警。
当电压异常时，触发报警装置，发出声音或光线信号，以提醒工作人员注意。
5.报警记录和远程监测：可以设计一个记录装置，用于记录报警事件的时间和电压数值。
同时，可以将报警信息发送至中央监控系统，实现远程监测和管理。
四、电压异常报警器的应用和效益1.应用领域：电压异常报警器可广泛应用于电力系统和电气设备的运行监测中，如供电系统、变电站、发电厂等。
2.效益分析：通过电压异常报警器的实时监测和报警，可以及时发现电网电压异常情况，提前采取措施，避免设备损坏、电力中断等事故的发生，保障电力供应的可靠性和安全性。
五、总结电网电压异常报警器的设计，能够有效监测和报警电网电压异常情况，提醒工作人员及时处理。
东北石油大学课程设计任务书
课程低频与数字电路课程设计
题目电网电压异常报警器设计
专业姓名学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等
主要内容：
设计一个电网电压异常报警电路，掌握电网电压异常报警电路的工作原理。
基本要求：
1.用压电陶瓷蜂鸣片作为电声元件。
2.设电网电压的正常波动范围为190～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。
3.当电网电压高于250V（误差不超过±5V）时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。
4.当电网电压低于190V（误差不超过±5V）时，报警器发出间歇式声响。
主要参考资料：
[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997.
[3] 孙梅生.电子技术基础课程设计[M].北京：高等教育出版社，1998.
完成期限2012年7月4日
指导教师
专业负责人
2012 年6 月25 日
一、任务技术指标
1.用压电陶瓷蜂鸣片作为电声元件。
2.设电网电压的正常波动范围为190～250V（单相交流有效值），在此范围内，报警器不发声。
3.当电网电压高于250V（误差不超过±5V）时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。
4.当电网电压低于190V（误差不超过±5V）时，报警器发出间歇式声响。
二、总体设计思想
1.基本原理
该电路的设计原理是运用桥式电路先将电网上的交流电转换成直流电以提供采用信号，并通过稳压电路得到稳定度较高的直流电压为各种器件提供工作电压。
同时取样系统把交流输入变成低压直流输出经过选择电路的电压比较器来控制继电器开合,并根据555定时器能输出不同电压的原理设计报警电路，用电磁继电器来选择控制报警电路，，达到选择性电压报警的目的。
2.系统框图
由电源输入，降压整流后经过取样系统处理给比较电路选择用哪个报警电路
图1 电网电压异常报警器系统框图
三、具体设计
1.总体设计电路
首先把输入的高压电源通过变压器降压，通过桥式整流器整流，通过滤波电容滤波输出稳定的直流电源。
再通过电位器得到合适的降压比。
把降压后的电源和电压比较器比较，来确定是否电压超标是否要打开报警电路。
报警电路是通过555定时器设计的。
因为555通过调节能输出一定频率和大小的方波正好满足了报警电路对电压和频率的要求
SONALERT
200 Hz
图2 电网电压异常报警器电路原理图
2.模块设计
电源模块——对整个电路提供电源
（1）降压电路
变压器式电源较为普遍，制作简单，使用也很安全，但是其体积较为笨重，转换效率较低干电池电源最为常用，但其使用时间短，提供电压有限，受其体积限制, 由于本设计要求不使用外部电源供电，综合考虑上述原因，本设计采用变压器式电源。
.
（2）整流电路
整流电路一般分为半波和全波整流。
全波整流与半波整流相比，在相同的变压器的副边电压下，对二极管的参数要求是一样的，并且还具有输出电压高、变压器利用率高、脉动小等优点，因此得到相当广泛的应用，其中桥式整流最为常用。
鉴于以上优点，本设计采用了桥式整流。
（3）滤波电路
电容滤波电路是最常见也是最简单的滤波电路，在整流电路的输出端（即负载电阻的两端），并联一个电容即构成电容滤波电路。
滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。
本设计采用RCπ型滤波器进行滤波，并配合后级的电解电容和瓷片
电容使输出的直流电压更加平滑，纹波电压更小，所以采用电容滤波电路。
（4）稳压电路
稳压电路有稳压二极管型稳压电路、串联型稳压电路和集成稳压器电路等类型。
本着使电路简单化、高效化、稳定化的思想，本设计采用了集成稳压器型稳压电路进行稳压，为集成运放提供工作电压以及为比较器提供稳定的基准电压，保证了电网电压报警的准确性。
图3 电网电压异常报警器电源模块电路原理图
采样和比较电路模块——通过采样电压与比较电路的基准电压比较，将所得的输出信号传
送给报警电路模块
本设计的电压比较部分利用LM339集成块内部四个独立的电压比较器构成四个基本的单限比较器。
(a)给出了一个基本单限比较器。
输入信号U IN，即待比较电压，把它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）U r。
当输入电压U IN﹥U r时，输出为高电平U OH，(b)为其传输特性。
（a）
Uo
Uo
（b）
图4 LM339搭成的单限比较器及其传输特性
表1 比较器输出电平情况
经测量知比较器输出与理论设计值完全相符。
图5 电网电压异常报警器采样比较电路原理图
报警器模块——根据比较模块的比较结果是否进行单频或双频报警。
报警器部分由两片555、三个单刀双掷继电器及一些电阻构成。
用电路的电压比较器
来控制继电器开合，进而选择控制报警电路。
555计时一种多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谢振荡器等，由于它使用方便，故使用555组成报警器。
是本报警器电路可发出“嘀嘟——”和“嘀——嘀”两种声音报警
图6 电网电压异常报警器555报警器电路原理图
3.仿真及仿真结果分析
图7电网电压异常报警器仿真图(a)
图8 电网电压异常报警器仿真图(b)
表2 元件清单
四、结论
本电路基本圆满的完成了预定的设计目标。
能在电网电压的正常波动范围为190～250V（单相交流有效值）时，报警器不发声。
当电网电压高于250V时，报警器发出两种
频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。
.当电网电压低于190V时，报警器发出间歇式声响。
在设计过程中，降压电路部分曾想用电容降压，但考虑到比较危险，故最后采用变压器变压，采用转换率高，漏磁少的变压器，以减少整机功耗。
滤波电路采用电容滤波，在整流电路的输出端，并联一个电容即构成电容滤波电路。
滤波电容容量较大，利用其充放电作用，使输出电压趋于平滑。
电路的电源电路、稳定电路等都是学过的，较为简单；比较难的部分就是报警部分，因为需要报警器发出两种频率交替的声响。
而且报警的精度比原定目标高一些。
所绘制电路图简单使用元器件少，精简节约。
参考资料
[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.
[2] 阎石.数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2001.。
