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电容器的相关知识汇总.docx
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电容器的相关知识汇总
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电容器的相关知识汇总
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电子元件自身对声音的影响是大家所公认的了,同一规格型号不同厂家的产品就有不同的声音,说的悬乎一些同一条生产线上按照完全相同的材料及工艺参数要求做出来的产品,仅仅是生产日期有几年的差别,声音就有差别。
或许这里面还有一些被人们忽略了的不同的细节因素,但足以说明各种电子元件音色的离散性比较大。
因此熟练的掌握各种电子元件的声音风格,以及不同厂家、不同工艺结构、不同材料生产产品的音质音色,是每一个音响设计工程师和音响爱好者的必修课。
你可以是一个非常出色的电子工程师,你可以设计出出类拔萃的音响电路,但假如在掌握各类元器件的声音风格上疏于勤奋的话,那么很难使人相信你会制作出声音一流的音响产品来。
音响中应用的电容器种类很多,近年来还有一些新品种专用于音响。
无论你是DIY爱好者或者是普通的发烧友,掌握一些这方面的知识是很有裨益的。
我不是电容器的制造工程师,谈论更多更专业化的电容器知识无异于班门弄斧。
在此仅就音响器材中电容器的范畴内,结合自己多年来的使用经验,跟大家聊一下。
电容器根据介质的不同,它的种类很多,例如:
电解质电容、纸质电容、薄膜电容、陶瓷电容、云母电容等。
但是在音响器材中使用最频繁的,当属电解电容器和薄膜电容器。
在谈论这些电容以前,我们首先简单的了解一下电容器几个比较重要的参数。
1.标称参数
1.1静电容量:
即电容量,就是电容器外壳上所列出的数值,常用UF表示。
1.2工作电压:
指标称安全工作电压,也就是说应用电路中不得超过此标称电压。
1.3温度:
常见的大多为85度、105度。
高温条件下(例如纯甲类功放)要优选105度标称的。
一般情况下优选高温度系数的对于改善其他参数性能也有积极的帮助。
2.散逸因数
有时散逸因数值也用介质损耗角tan表示。
散逸因数值是高还是低,与温度、容量、电压、频率……都有关系;当容量相同时,耐压愈高的散逸因数值就愈低。
频率愈高散逸因数值愈高,温度愈高散逸因数值也愈高。
散逸因数值一般不标注在电容器上或规格介绍上面。
在DIY选取电容时,可优先考虑选取更高耐压的,比如工作电压为45V时,选用50V的就不很合理。
尽管使用50V的从承受电压正常工作方面并无不妥,但从散逸因数值方面考虑就欠缺一些。
使用63V或80V耐压的会有更好的表现的。
当然再高了性价比上就不合算了。
3.等效串联电阻
等效串联电阻的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度都有关,等效串联电阻要求越低越好。
当额定电压固定时,容量愈大等效串联电阻愈低。
当容量固定时,选用高额定电压的品种可以降低等效串联电阻。
低频时等效串联电阻高,高频时等效串联电阻低,高温也会使等效串联电阻上升。
等效串联电阻等效串联电阻很多品牌可以从规格说明书上查到。
4.漏电流
一看就明白,就是漏电!
电解电容都存在漏电的情况,这是物理结构所决定的。
不用说,漏电流当然是越小越好。
电容器容量愈高,漏电流就愈大;降低工作电压可降低漏电流。
反过来选用更高耐压的品种也会有助于减小漏电流。
结合上面的两个参数,相同条件下优先选取高耐压品种的确是一个简便可行的好方法;降低内阻、降低漏电流、降低损失角、增加寿命。
真是好处多多,唯价格上会高一些。
有个说法,既电解电容工作在远低于额定工作电压时,由于不能得到有效的足以维持电极跟电解液之间的退极化作用,会导致电解电容的极化而降低涟波电流,增大等效串联电阻,从而提早老化。
但是这个说法的前提是“远低于额定工作电压”,综合一些长期的实践经验来看,选取额定工作电压标称值的2/3左右为正常工作电压,是比较合理可靠的。
业余情况下可以对电解电容的漏电流大体上估计一下。
把相同容量的电解电容按照额定承受电压进行充电,放置一段时间后再检测电容器两端的电压下降程度。
下降电压越少的漏电流就越小。
5.涟波电流
涟波电流对于石机的滤波电路来说,是一个很重要的参数。
涟波电流涟波电流是愈高愈好。
他的高低与工作频率相关,频率越高涟波电流越大,频率越低涟波电流越小。
传统的认为我们需要在低频时能够有很高的涟波电流,以求得到良好的大电流放电特性,使的低频更加结实饱满富有弹性,以及良好的控制驱动特性;实际上在高频时高的涟波电流对音色的正面帮助也很大,可以使高频有更好的延伸和减小粗糙感。
6.容量误差
这个问题不是电容的重要参数,但是我还是要告诉大家,希望对大家有用,
电容的容量误差,有:
±1%、±2%、±3%、±5%、±10%、±20%等,一般为-50%到+100%。
但是我的一位专门做电容器的朋友说:
国内企业±1%误差的电容器基本生产不了,且误差要求小的电容器生产出来后要马上使用,否则电容的误差就会变大。
笔者经过测量发现市场上的进口电容的容量误差要比国产的变化小,但是所有测量过的电容器容量都比标称的容量误差大。
了解这些参数对我们掌握电容的性能品质是很有帮助的。
接下来咱们就聊聊一些著名的补品电容。
一、电解电容器
(一)、常用的电解电容器
1.思碧SPRAGUE
首先登场的是大名鼎鼎的思碧SPRAGUE电容,思碧SPRAGUE电容是美国生产的著名品牌,大凡DIY发烧友无人不晓。
蓝色外壳包装黑色油墨印刷,品质优异,性能稳定,而且寿命很长。
具有自成一派的外观风格,无论如何变更品种,它的封装颜色特征都历久不变。
很容易从众多的电容中把它区分出来。
如果单纯的讲思碧SPRAGUE如何如何好,也许你会不以为然,如果告诉你象KRELL,MARK
LEVINSON,CELLO等这些世界著名品牌,都是选用的思碧SPRAGUE作为主滤波电容,也许你会肃然起敬的,可见其品质和口碑绝非浪得虚名。
近年思碧SPRAGUE已经被日本NIPPONCHEMI收购,公司名称注册UNITED
CHEMI-CON/简称UCC。
但仍保留原来的生产工艺流程,只是思碧SPRAGUE商标已经改为NIPPONCHEMI
CON的小盾牌。
其他仍保留了思碧SPRAGUE的一贯特征。
由于思碧SPRAGUE早已在人们心目中树立起了形象,看到换成小盾牌的产品后,心理上总觉得别扭,实在是不能把它跟绝版的思碧SPRAGUE相提并论。
心理乎?
成见乎?
非也!
君不见相同规格的电容,新款电容体积小了,重量轻了。
有业界朋友说,等效串联电阻、涟波电流等几项参数也打了折扣,唯价格便宜了许多而已。
思碧SPRAGUE声音沉稳有力、刚韧并举,跟相同容量的其他品牌相比较,思碧SPRAGUE的声音会更加丰厚温和,同时不失阳刚,通俗一点说就是柔中带刚。
他的“刚”性同时也表现在中频段的饱满坚实感,声音的密度感、分量感上。
所表现出来的乐器具有良好的形体框架,人声有血有肉有骨架,而不是那种病态的“柔顺、滑嫩”(我把那种没有质感,缺乏密度的所谓“柔和顺滑”称为病态的)。
非常优秀的动态表现也是思碧SPRAGUE的特色,在我所接触过的滤波用电解电容中,除去RIFA外,能够跟思碧SPRAGUE叫劲比动态的真不多。
思碧SPRAGUE电容在高频段并没有十分骄人的表现,但是也并不能说他高频不好,只是相对比其他频段的表现不那么突出而已。
对于喜欢DIY发烧友在摩机制作时,要注意一下,那些本就朦胧不透的器材选用思碧SPRAGUE时,校声过程中可能会麻烦一些。
而对于那些中频干薄、高频刺亮的器材,思碧SPRAGUE就会英雄大有用武之地了。
思碧SPRAGUE的性能非常可靠,使用寿命也很长久。
从一些二手商贩那里买到一些拆机的思碧SPRAGUE电容,大多有十几年的时间了,经过一段时间的充电激活上机后,听感上仍很不错。
绝版的36DX型在DIY发烧友中口碑比较好。
市场上常见到的还有80D、81D型,虽然后者为合并后的产品,但是素质也不错,是一款高速电解,经常在一些开关电源中用做输出滤波。
二手市场上的81D也比较多见,8200UF/63V的大约10多元一只,对于DIY发烧友来说的确是非常超值的好东西。
2.威发RIFA
瑞典一个具有60多年历史的老牌名厂。
以空心或黑体大写字母威发“RIFA”为其商标特征。
威发RIFA
PEH169系列是其铝质电解电容器里面的高档系列。
作为音响补品器材,发烧友在购置时,当然要找这个169系列的了。
早期的该系列电容一般为铝质本色外壳上印刷商标参数,外包装透明或半透明薄膜。
1992年跟芬兰的EVOX公司合并后,商标仍保持原来的特征,只是外观由原来的半透明薄膜包装变成了白色的塑料壳封装。
不知道是恋旧的心理因素还是人们对并厂后的产品总是抱有偏见,一些资深发烧友在搜寻这类系列电容时总是倾向于半通明包装的产品。
实际使用时发现,同规格的新品跟老品之间的确有点声音上的区别;新款的声音略偏亮丽一点。
而旧款的则更细腻柔和一些。
个人认为是因为旧装品因为年代久远,性能指标会发生一些变化,声音听上去肯定是有区别的。
有意思的是除去少数极品器材中偶尔可以看到威发RIFA那乳白色的身影外(例如GRYPHON的DM-100以及REF-1等旗舰功放;MARK
LEVINSON、CELLO也少有使用),其他品牌中还真的很少见到。
原因无他,威发RIFA的价格太贵了。
作为DIY发烧友为求靓声可以一掷千金,而作为生产厂家就不得不考虑成本因素了。
威发RIFAPFH169
电解电容为铝箔湿式电容,他有一个与众不同的特点:
拿起来放在耳边摇动一下,会听到哗啦哗啦的液体流动声音。
在挑选二手RIFA电容时,如果听不到这个声音,那就说明已经干枯了,不能再使用了。
威发
RIFA电解电容还有一个重要特点,就是寿命非常长,大凡举例无出其右者。
威发RIFA电容的涟波电流大是举世公认的,一些资深烧友认为相同容量的电容,一颗威发RIFA可以抵的上两颗日制品。
通过PHE169系列电容的几个常用参数指标,你可以看出温度、频率、耐压跟涟波电流、等效串联电阻等之间的相互影响关系。
高耐压的电解电容无论是涟波电流还是等效串联电阻都要比低耐压的好很多。
通过对比还可以看出涟波电流100V耐压15000UF
的要比两只15000UF/10V耐压的还要大,而等效串联电阻却小很多。
大的等效电感和等效电阻所形成的高频阻抗,是一般电解电容器的症结。
而威发RIFA电容内部的等效电感和等效电阻都非常的低,他所提供的电流非常大,充放电的速度极快,因此它能应付强大的动态以及低频所需的大电流。
相对于功放在低频大动态时的表现就不言而喻了。
更可贵的是他的高频之靓少有匹敌。
威发RIFA电容的声音一身“富贵相”,相同容量的电容低频的下潜没有思碧SPRAGUE深,量感上也没有思碧SPRAGUE来的多,但是质感相当好,富有弹性,松而不肥、荡而不浑。
中频段的形体质感饱满坚实而不硬,高频段顺滑细腻、良好的空气感、丝丝入扣的分析力也是威发RIFA
的特点。
被誉为“极品中之极品”当之无愧。
对喜欢研究数字电路极有研究的朋友来说,建议把其应用在数字电路的电源滤波中,据说会降低数码味。
笔者也曾经多次在打磨CD机时,将其应用于数字部分的滤波电路,使用的效果真的是非常好,其效果不言而喻。
笔者有幸搞到了部分全新威发RIFA
33000UF/70V
PEH169电解电容,被使用在了笔者设计的LDH80W旗舰功放中,把早期设计使用的日制“补品”电容,打的满地找牙寻不着北。
他的表现已不局限于高、中、低三频的改善,无论速度、动态、质感、密度,是一种整体素质的提升。
真是一分钱一分货,贵的有道理。
3.ROE
这是德国生产的品牌,跟思碧SPRAGUE一样同属于欧美器材中的主力电容,在很多高档欧美器材中都可以找到他的身影。
浅金或深金的透明包装是其特征。
见到不少欧美胆机在设计造型时特意把几棵ROE裸露到外面,给人以高贵、典雅、富丽堂皇的感觉。
KRELL除喜欢将思碧SPRAGUE用做滤波外,更喜欢将ROE用做前级、电压放大级以及数字器材中。
金色ROE的价格也不便宜,或许是同样的原因,ROE
大容量低耐压的型号不如小容量高耐压的型号应用广泛。
400V左右的ROE在胆机上的应用更是屡见不鲜。
一些二手拆机ROE电容,
更是胆机DIY发烧友喜欢搜寻的目标。
其中标注为DIN--41238型号的声音最靓。
无论体积、重量、涟波电流、等效串联电阻
等都不一样。
这种金色ROE的声音比较中庸,没有思碧SPRAGUE低频段的浑厚雄壮,也比不上威发RIFA高频段的细腻延伸。
然而他自有自己的风格:
丰厚顺滑、淳朴自然的中频质感。
这种感觉给人以温暖亲切感,高频段稍暗,但仍有足够的层次和分析力。
在人声弦乐的宽厚顺滑上表现良好。
ROE电解电容具有鲜明的特点:
其声音和银线的声音很接近,非常华丽,解析力高的惊人;其定位异常准确,高频非常顺滑;其低频下潜的很深。
对于一个世界有名的电容,其低频下潜的很深,这并不出乎我的意料,但是其低频居然比威发RIFA下潜的还深,这是我没有想到的。
但是其低频的力度不如威发RIFA控制得好,显得有些浑浊,低频得质感也不如RIFA,如果听交响乐,那么ROE电容是首选,各个乐器的定位很清晰,表现的从容不迫,再复杂的音乐也可以交代的清清楚楚。
ROE电容是追求HIFI效果的听友的首选,从技术的角度来讲,ROE是难得的作品,但是其过于精确,导致其音乐性打了一定的折扣,听ROE的音乐,你很难有融到音乐中的感觉,你可以明显感觉到你和音乐之间的距离,是一款有“胆味”的电容。
4.菲力浦PHILIPS
菲力浦PHILIPS公司真是家大业大,涉足的行业也多。
电容器业自然也少不了他。
但就电解电容的品牌名气还没有前面的三个品牌叫的响。
套用一句港台人的广告用语:
“菲力浦PHILIPS电容便宜又大腕”。
实际上在国内的二手市场上,菲力浦PHILIPS的蓝六角被称为极品电容,价格一点也不比上面几款同档次的价格便宜。
菲力浦PHILIPS的中小容量电容早期为淡兰色的通明封装外壳,新近的外壳多为厚膜不通明的蓝色封装,但比思碧SPRAGUE的包装颜色要浅一点。
当然与不同的型号有关。
高压低容量系列有一个与众不同的明显特征:
为增强壳体抗压能力而冲压出的六个凹痕,也就是被称为的“蓝六角”。
近年来菲力浦PHILIPS电容在欧美高档器材中的出镜率频频上升,低档的ONIX,高档的GOLDMUND以及极品的JIADIS胆机都有他的一席之地。
笔者对菲力浦PHILIPS电容使用的不多,特别是大容量低耐压产品。
对其特点也不是很了解。
但是对其高压低容量的高档“蓝六角”却情有独钟。
这是一种性能很好的高耐压高速电解,可以工作在很宽的音频范围内而保持良好的等效串联电阻线性。
蓝六角的声音表现,有不错的瞬变反应和足够的解析力。
大场面的层次勾勒和质感密度都不错,但在人声弦乐的宽厚顺滑上比ROE的DIN--41238稍逊半码,而在高频的细节通透感上又略胜一筹。
在欧美胆机器材以及一些滤波电路,开关电路里面经常可以找到这只电容,由于手头该电容的资料短缺,无法跟其他型号比较,但是可以从他在一些名牌产品里面的上镜率上,有理由相信他的实力跟素质。
国内音响生产厂家八达的新产品DC--211SE内的耦合电容就是用的他,可见其实力和地位。
5.伊娜ELNA
伊娜ELNA是日本久负盛名电容生产商,追溯历史他也有60多年的沧桑了。
而研究开发音频专用电容也有了25年的历史,可以说是日制电容业的老大,而且伊娜ELNA每年从总收入中投入20%研发资金,实力可以一斑。
跟欧美一些名牌电容的外包装所不同的是ELNA喜欢在不同型号之间,使用不同的彩色外壳封装,闪闪发亮刹是好看。
伊娜ELNA的音频专用电解电容也不是等闲之辈,在很多中、高档器材上都可以觅见他的影踪。
特别是在高档日产器材上,几乎是伊娜ELNA音响专用电容的天下,例如DENON的旗舰CD、顶班功放,SONY的顶级SACD、CD、功放,MARANTZ、金嗓子的顶班器材,欧洲的“音乐之旅”功放等等不一一例举。
也有个别产品是整机厂家委托定做的,例如的MARANTZ
电解电容。
进入90年代中期国内大量涌现伊娜ELNA-OEM品,声音平平,与原装品差距甚远!
伊娜ELNA-OEM代工厂:
南通江海电容器厂;台湾立隆伊娜ELNA-SONIC公司等等!
DIY发烧友对伊娜ELNA更是熟悉的很,并赋予了一系列爱称;“棕神”“紫袍”“金王子”,
可见其品质在发烧友的心目中的地位。
近年来欧美的名牌电容产品经营状况不佳,
伊娜ELNA音频Leaded/RadialType引线脚系列等级分类
分类类别性能
最顶级为定制的改进型SILMIC(II)后面带α或者SuperGold或镀金脚。
RFSHighGrade
(SilmicII)BrownorBlack
顶级音频电容(三次谐波失真<-120db)SILMIC的改进版,天然丝介质,棕壳金字SILMICII。
ROSHighGrade(Silmic)Brown
顶级音频电容(三次谐波失真<-120db)天然丝介质,棕壳金字SILMIC。
ROAHighGrade(Cerafine)Red
高级音频电容渗陶瓷微粒(三次谐波失真<-120db),酒红壳金字Cerafine。
RODStandard(Starget)Red标准音频电容,酒红壳白字STARGET。
ROBTONEREXBlack即原来的foraudio和forHI
FI系列,为ELNA的音频标准系列。
RA2入门级的音频电解,棕身白字foraudio,铜包铁脚。
小体积高等级系列R3A5mmheightRed
小型化高5mm标准音频电容(三次谐波失真<-120db),酒红壳。
R2A7mmheightRed小型化高7mm标准音频电容(三次谐波失真<-120db),酒红壳。
R2OMiniaturizedStandardPurple
小型化标准音频电容,紫壳白字,即旧版的DUOREXII系列。
ROBTONEREXBlack即原来的foraudio系列,为ELNA的音频标准系列。
RA2入门级的音频电解,棕身白字foraudio,铜包铁脚。
长寿命小体积系列RA3长寿命小体积改进型,铜包铁脚。
RA2入门级的音频电解,棕身白字foraudio,铜包铁脚。
环保化系列RFO改进型,铜包铁脚,PURECAP系列。
RA2入门级的音频电解,棕身白字foraudio,铜包铁脚。
无极系列RBD无极电容。
表贴系列RVW耐105度高温音频系列。
RVO表贴标准音频系列。
大多已被兼并,而且基本上是在老产品的庇护下生存,新产品的开发研究相对薄弱迟滞。
相比之下伊娜ELNA却是不断的开发研究推陈出新,给人以信赖感。
伊娜ELNA的音响专用电解里面,DUOREX、SILMIC、CERAFINE、FOR
AUDIO、STARGET、TONEREX都是大家公认的优质电容。
“棕神”SILMIC系列,专为音响设计的电容,ELNA最顶级音频电容,实力非凡足以跻身世界高级音频电容行列。
使用无氧铜引出脚,极低的失真(三次谐波失真-120dB),该电容的介质损耗角tan特别低,几乎达到MKP电容的数值。
天然丝纤维介质,高品质的声音,发挥丝质的柔顺自然性,增强抵抗声波振荡设计,增加低频的厚实量感,减少高通部份有峰值顶点感觉和中频部分的粗糙音质。
此电容的声音快速有力,适合表现现代音乐。
低音有点薄,但不会感到少低频,声音感觉很顺畅,声场比较大,中频柔顺甜美,高频纤细。
“棕神”SILMIC系列中还有SILMICII系列,个人感觉特别适合作级间耦合。
DENON的顶班A/D
DA-1,旗舰合并CD机S1
的输出级,就是采用了四只680UF/50V的SILMICII电容两两的先串后并。
检测该电容组两端电压和对地电压均为0V,所以直接将其电容组短路,按道理应该效果会更好一些,但实际听感上却完全不是那么回事,屡试不爽,之后又使用四只MIT的PPMFX
7UF电容代替,仍然失败。
只好又接回原来的电容组…哈哈跑题了。
“红袍”CERAFINE系列,专为音响设计的电容,使用OFC无氧铜脚,极低的失真(三次谐波失真-120dB),很小的正切损耗,采用的在电解液中灌注陶瓷微粉的技术,粉末直径控制在0.1-0.15微米之间。
据厂家声称,这种技术可有两大好处:
一,增加对外界震动的阻尼作用其。
二,灌入的陶瓷微粉在电容充放电的时候,会吸附电解液中的负离子而变成更具活性的离子团,阳极氧化膜表面形成一层薄膜,大大提高对信号的响应速度,使音质更为纯净透明,但它的代价就是体积大,价格较昂贵。
此电容的音色通透,速度均属中等,声音比较柔顺,中频温暖松软,高频比较华丽,雾气稍重!
但是定制品却在性能与听感上大大超过普通红袍电容!
STARGET系列,专为音响设计的电容,采用改进电解液配方,小体积,使用OFC无氧铜脚。
他的声底比较厚,低频速度可以厚度不错,中频厚甜美,高频较柔顺偏少雾气比较重,最好并小容量薄膜电容使用。
这是个音频专用电容的中级别品种,其中
STARGETROD剧场系列黑底金字,比常见的FORAUDIO系列高一个级别,但是现在已经停产。
“紫袍”DUOREX系列是专为音响用途开发的电解,其中DUOREXII系列多用于中档产品,
其高频特性比以往的CERAFINE系列有不少改善。
听感上CERAFINE系列中频较厚,但明显高频通透不足,
分析力也较差。
此电容的声音快速有力,适合表现现代音乐。
DUOREXII系列则在高频特性有较大改善。
FORAUDIO系列,大容量的FOR
AUDIO电容被众多的高档器材应用在了电源滤波电路中,国产钟神的顶级功放JA100就采用了12颗12000UF/71V的。
如果你认为日制品比欧美制品便宜那就错了!
这棵电容可一点也不便宜,他在国内市场上的零售价是100元左右,如此售价并能够为众多知名厂家所采用,不难看出其实力。
遗憾的是国内正宗伊娜ELNA产品几乎难觅,市场上所能看到买到的大多是OEM产品,就笔者所知,国内XX厂就在给伊娜ELNA做OEM产品,能够买到台湾立隆伊娜ELNA-SONIC
公司的产品也算幸运了。
更有甚者一些不良JS造假售假,单从外观上很难判定真伪。
难怪有不少发烧友投诉所购买的伊娜ELNA电容声音平平声不抵价。
笔者在进行该款电容的试听时,使用的是进口原装功放上拆下的FOR
AUDIO滤波电容,跟同规格的OEM产品相比较差别确是不小。
这不能不说是一大憾事。
FOR
AUDIO的等效串联电阻非常低,但涟波电流仍比不上欧美的几款名牌电容。
音质表现像青春少女一样音色甜美,低频比较厚实,但少了思碧SPRAGUE的那种雄壮,全频段清爽通透层次好,中频自然顺滑稍为偏薄一点,高频段晶莹剃透有鲜活跃动感,搭配的好也可以得到良好的空气感,一般情况下不必再并联小MKP电容,如果一定要并联的话,建议使用MIT电容,使用WIMA并联会令人声的口齿声偏重(但也不是绝对)。
几种伊娜ELNA电容损耗角正切值的参数表
名称误差性能
SILMIC±20%at120H
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