VCO Design

Das kann ich derzeit nicht lesen. Könntest du mal beschreiben, aus was dein Resonanzkreis besteht (welches L, auf welchem Kern gewickelt etc)?

Geht dein File auch für das normale Spice? Gruss

Robert

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R.Freitag
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Ich will mir derzeit einen VCO designen. Frequenzbereich 35-45Mhz als VCO an einer PLL. Soll mal ein LO zum mischen werden.

Mein erstes Konzept sieht so aus

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(SwitcherCAD)

und beruht im wesentlichen aus einer schamlosen Kopie des 150-250Mhz VCO aus der Spectrumanalyzeranleitung von letzerdings. Ich hab es lediglich leicht angepasst damit es mit 5V laeuft und bei niedriger Frequenz schwingt. Interessanterweise verhaelt sich die Schaltung in der Theorie genauso wie in der Praxis. Soll heissen mein Frequenzzaehler kann sich nicht so recht entscheiden ob der auf der Grundwelle oder der ersten Oberwelle zaehlen soll, und die FFT in Spice zeigt auch deutlich warum. [aechz]

Gehe ich richtig in der Annahme das soetwas gerade zum mischen eher suboptimal ist? Oder ignoriert man das weil sowieso noch gefiltert wird?

Liegt die Kurvenform an meiner Bloedheit oder ist das bei dieser Schaltung so. Ich tendiere momentan eher zu letzerem. :-)

Aufgebaut habe ich die Schaltung uebrigens mit BC847. Ich hab zwar mal ein paar BFS17 bestellt weil Joerg die immer so lobt, aber sind halt noch nicht eingetroffen.

Dann hab ich mal folgendes probiert:

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Das sieht schon deutlich besser aus. Allerdings in der Praxis leider nicht ganz so schoen wie in der Simulation, aber immerhin schon gut genug damit mein Frequenzzaehler sicher auf der Grundwelle bleibt.

Gibt es noch andere Konzepte die sich fuer einen VCO in diesem Frequenzbereich besser empfehlen?

BTW: Wer uebrigens noch nie einen Oszillator simuliert hat sollte sich die beiden Dateien unbedingt mal anschauen. Es gibt einen interessanten Parameter fuer .TRAN damit das ueberhaubt geht....

Olaf

p.s: Sollte einer mit dem Tuner von Pollin (Philips UV1316) rumspielen wollen. Das Datenblatt hat einen fetten Fehler. Die Bits zur Bandumschaltung sind P0, P1, P2

Hier mal ein Ausschnitt aus meinem Source:

/* Diese Werte stimmen leider ueberhaubt nicht mit dem ueberein was */ /* das Datenblatt sagt! */ /* Aber so wie sie sind wurden sie erfolgreich getestet! */ /* Ist das Bit0 gesetzt sind wir immer im LowBand 44-170Mhz */ /* Ist das Bit1 gesetzt sind wir immer im MidBand 139-450Mhz */ /* Setzen wir Bit2 sind wir im Higband 424-860MHz */ /* Es gibt aber noch andere Bitkombinationen fuer dieselben */ /* Frequenzbaender */ /* Interessanterweise sind aber Bit0 bis Bit2 laut Datenblatt des */ /* TSA5522 die PNP Ausgaenge der Bandumschaltung! */ #define LOW_BAND 0x01 /* 0x60 */ #define MID_BAND 0x02 /* 0x90 */ #define HIGH_BAND 0x04 /* 0x30 */

Ich kann auch nur jedem empfehlen sich das Datenblatt zum TSA5522 zu besorgen! Auch wenn in dem Tuner ein anderes IC ist, die haben wohl die Maske von dem Teil 1:1 da reinkopiert.

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Olaf Kaluza

Die verwendete Schaltung ist bekannt dafür, Oberwellen zu produzieren. In Basisschaltung (Sch1) verspricht eine hohe Grenzfrequenz, was man aber bei Oszillatoren nicht will. Anstelle dessen ist SCH2 besser geeignet.

Um den Schwingkreis zu verbessern, kann man den Kondensator auf ca 10 - 20 pF reduzieren und die Spule vergrössern.

Staubsaugen hilft. Klemme in das Saugrohr einen alten Nylonstrumpf oder ähnliches und staubsauge dort. Fertich.

Grüsse

Robert

Praktische Winke: Fettflecken haäten länger, wenn man sie gelegentlich einölt.

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R.Freitag

Selbst wenn du es vor dem Mischen filterst, entstehen die Oberwellen im Mischer prinzipbedingt wieder.

Mathematisch gesehen multipliziert der Mischer die Zeitfunktionen der Eingangssignale, wodurch auch bei frequenzreinen Eingangssignalen die Oberwellen derselben wieder im Ausgangsspektrum auftreten.

Kann man sich auch ganz gut mit Mathlab, Mathcad oder ähnlichen Hilfsmitteln (E>Gehe ich richtig in der Annahme das soetwas gerade zum mischen eher

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Tim Cronenberg

Ups..die Schaltung war leider falsch. Ich hatte wohl vergessen das was ich da gemalt hatte auch abzuspeichern...

Ich hab gerade noch mal extra das Betriebssystem des Boesen gebootet und ein paar Bilder gemacht.

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Schaltung1
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Schaltung2
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Schaltung2 macht jetzt auch in der Praxis was ich von ihr erwarte. Man sollte wohl daran denken das man auch bei 35Mhz besser mal noch einen Transi als Emitterfolger spendiert bevor man seinen Tastkopf anklemmt. (schaem)

Ich hab alle moeglichen Ls getestet. Sowohl Luftspule, wie auch verschiedene Kerne. (Bandfilter von Pollin :-) Momentan verwende ich ein Kern der mal ein sehr kleiner Bandfilter war. (5mm Aussengehaeuse) Stammen aus der Grabbelkiste eines Elektronikladens in Japan fuer Stueck 10Yen. :-) Hat aber an der Kurvenform bei Schaltung1 nichts geaendert, lediglich die Frequenzen waren natuerlich immer anders. Ich hatte naemlich auch schon ueberlegt ob der ein oder andere Kern nicht vielleicht mit der Frequenz ueberfordert ist.

Kann ich nicht sagen. Ich glaub aber schon, sieht doch sehr kompatibel aus wenn man es mit nem Editor aufmacht. Aber probiert habe ich es nicht.

Olaf

p.s: Wisst ihr was einem das Wochenende verderben kann? Wenn einem die Lieblingsminiatur SMD-Kapazitaetsdiode vom Tisch huepft und irgendwo im Teppich verschwindet....

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Olaf Kaluza

Hallo Olaf,

Besser waere ein Screen Shot. Das hier ist meine Gerber-Check/Newsgroup Muehle und die hat kein Spice. Geht anderen Lesern sicher aehnlich.

Bei Mischern gehen die schweren Jungs immer beinhart mit ordentlich Suppe und einem Rechteck auf den LO-Eingang des Ringmischers. Nix spektral reiner Sinus. Fuer den Mumm sorgen hin und wieder auch schon mal parallelgeschaltete Bustreiber.

BC847? Oerks. Er hat nur 100MHz ft, das wird nichts gescheites:

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Hast Du nicht irgendwas besseres rumfliegen? Selbst der alte 2N3904, mit dem Vattern noch bastelte, ist besser:

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Auch der alte BC107 spielt dem noch in der Telefonzelle Knoten in die Beine, und den kannte Opa schon. Gibt's uebrigens immer noch bei Digikey zu kaufen:

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Dein Frequenzzaehler scheint ja recht zimperlich zu sein. Der sollte das nicht machen, es sei denn, die Spannung geht tatsaechlich viermal durch Null anstatt zweimal.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Olaf,

Sieht doch ganz anmutig aus. Und dabei hat Dein Zaehler doppelt angezeigt? Den wuerde ich mal unter die Lupe nehmen oder einen neuen besorgen.

Dann hast Du jetzt noch 199 davon uebrig?

Mit viel Glueck findest Du sie mit einem Metallsucher, wo das Poti noch ordentlich geht. Aber nur bei SOT23. Letztens ist mir eine PIN Diode in

0201 runterfallen, da musste ich mir auf die Zunge beissen. Bei uns sind das leider alles 2cm Hochflorteppiche und natuerlich hat der Rottweiler mitgesucht und mit seinen 90 Pfund alles schoen reingetreten. Wenn er sie gefunden haette, haette er sie eh erstmal gegessen.
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Nur bei der ersten Schaltung, und irgendwie muss ich beim neumalen irgendeine Kleinigkeit anders gemacht haben da es jetzt etwas besser aussieht. Die erste Oberwelle lag vorher nur 3db unter der Sollfrequenz.

Ne...ich hab 2-3verheizt um erstmal rauszufinden was da drin ist und wie sie gewickelt sind.

Olaf

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Olaf Kaluza

It depends.

Wenn der Mischer ideal ist (ein reiner Multiplizierer), entstehen bei sinusförmigen Eingangssignalen f1 und f2 exakt die Summenfrequenz f1+f2 und die Differenzfrequenz f1-f2.

Und sonst nichts und schon garkeine Oberwellen ("wieder").

Dazu braucht es keinen Fourier, Sinus-Additionssatz reicht (fixed Pitch Font):

sin (a+b) = sin a cos b + cos a sin b sin (a-b) = sin a cos b - cos a sin b ================================================= (einfach beide Gleichungen addieren:)

sin (a+b) + sin (a-b) = 2 sin a cos b oder: sin a cos b = 1/2 sin(a+b) + 1/2 sin(a-b)

a und b hier einfach mit Signalen omega t = 2 pi f t füllen, das Produkt sin(2 pi f1 t) cos (2 pi f2 t) wird im Mischer gebildet, es entstehen je zur Hälfte das Summen- und das Differenzsignal.

Intern erzeugte Oberwellen kommen dann ins Spiel, wenn: a) der Mischer kein echter Vierquadranten-Mischer ist, weil z.B. direkt an einem nichtlinearen Übergang gemischt wird, b) uns die Realität auch bei der Gilbert-Zelle einholt, im Datenblatt findet sich das Oberwellenthema z.B. unter "Input 3rd Order Intercept". Je höher der liegt, umso größer darf der Pegel sein, bei dem die Oberwellen und dadurch resultierenden Nebenlinien noch akzeptabel sind.

Die unerwünschten Oberwellen sind deshalb ein Thema, weil sie wieder in das Nutzband zurückfallen können (z.B. 2 f1 - f2 ) und damit eklige Nebenwellen im Sendefall oder Nebenempfangsstellen im Empfangsfall verursachen können, besonders übel wird das bei Mehrträger- Modulationen wie OFDM.

c) der Entwickler gleich mit hart geclippten Rechteck- signalen arbeitet, man kann Mischer z.B. auch durch Schalter realisieren, seien es Diodenringe oder eben echte FET-Schalter. Die Konstruktion hat den Vorteil, dass sie für die Differenzfrequenz i.a. sehr gute Ergebnisse liefert, aber leider nach oben hinaus ungemein Oberwellen produziert, die sich jedoch in vielen Fällen leicht wegfiltern lassen.

Das ist korrekt, wenn das Eingangssignal schon Oberwellen enthält, dann werden die auch im Ausgangssignal auftauchen, so sie das reale Bauteil noch vom Frequenzgang her verarbeiten kann.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
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Oliver Bartels

Ich wollte spaeter in einen SA636 rein weil der so einen schoenen RSSI eingebaut hat.

Pah, die sind ja von ST! Ich hab hier welche von Fairchild die haben typisch 300Mhz. Aber schon interessant das es da so Unterschiede gibt. Haette ich jetzt nicht gedacht.

Leider nicht als SMD.

Olaf

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Olaf Kaluza

Du erinnerst Dich an ?

Damals hatte ich schon mal Olaf meine Meinung zu seinem tollen Zähler geschrieben. Damals wollte man mir das noch nicht glauben.

Wenn zwei Frequenzen ohne Oberwellenbeziehung anliegen, dann verstehe ich ja, dass das Teil Unfug anzeigt, aber bei einer reinen Oberwellenbeziehung sollte _eigentlich_ ein simples Bauteil namens Comparator problemlos das Einrasten auf die Grundwelle ermöglichen. So schlecht sind Olafs Signalformen nicht, als dass man daraus kein stabil zählbares Rechtecksignal erzeugen könnte.

Again: _sollte_. Vermutlich ist das Gerät "wertig" ;-))

Gruß Oliver

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Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Hallo Olaf,

Den kenne ich nicht. Integrierte Mischer waren mir bislang zu schwach auf der Brust. Bis auf den Plessey SL6440, von dem ich mir ganz schnell eine Stange besorgt hatte, bevor der Laden rasant in den Abgrund ging. Das Ding war eine wahre Meisterleistung, aber die Firmenstrategie war nicht richtig, sehr schade.

Setzt doch einfach ein TO Toepfchen rein und male einen Rallyestreifen drueber, oder einen Smiley drauf :-)

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Oliver,

Das ist das einzig senkrechte. Nichts geht ueber einen +30dBm Ringmischer. Ausser ein noch dickerer Ringmischer. Der will allerdings fast +20dBm am L.O. sehen. Auf die Dauer hilft nur Power.

Die Ausnahme ist der SL6440, doch die Firma Plessey hat leider vor langer Zeit Kruke gemacht. Schnief.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Oliver,

Diese Art Links gehen hier irgendwie nicht.

So wie Vattern, als er mir sagte, ich muesse mir dringend einen neuen Vorderreifen fuer mein Rennrad kaufen. Ich brauchte aber viel dringender noch zwei BFY90 und damit war das Taschengeld alle. Auf dem Rueckweg vom Elektronikladen gab es in einer Eisenbahnunterfuehrung einen hoellischen Knall und das Fahrrad kam zuerst aus dem Tunnel, ich danach (war nicht das einzige Mal...). Alles voll Blut, doch die BFY90 waren noch in der Tasche und hatten ueberlebt .

ROFL!

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hat zufaellig jemand nen Datenblatt einer MA326 rumliegen? Die muesste von Matsushita Electric Works(Nais) sein. Ausserdem vermutlich schon ein paar Tage ausgemustert, davon konnte ich bis jetzt nichts im Internet finden.

Olaf

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Olaf Kaluza

AD831 und ADL5391 könnten für Dich interessant sein, oder Du schaust bei _Multiplizierern_ nach, die gehen inzwischen auch bis einige hundert MHz hoch, z.B. AD834 und AD835, mit zum SL6440 vergleichbarer Linearität.

Oder nimm ein MOSFET-Array als Dioden-Ersatz für den Ringmischer, z.B. Peregrine PE4140, das sollte bei erträglicher LO-Leistung das Plessey Bauteil übertreffen.

LT und Hittite bauen dto. nette hochlineare Mischer, allerdings meist für deutlich höhere Frequenzen als 150MHz beim SL6440, der Markt ist nicht mehr so groß, seit man das alles digital macht.

Oder nimm ganz einfach einen Satz schneller CMOS-Schalter und steuere die über schnelle Digitallogik an, die resultierende Lösung kann ebenfalls extrem linear sein. So wird es teilweise in Messgeräten gemacht, z.B. bei Quadraturmodulatoren.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
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Oliver Bartels

Nee, 1W. und noch wichtiger: penible breitbandige Abschlüsse an RF und IF. Was aus dem Mischer rauskommt, darf auf keinen Fall wieder reinreflektiert werden, sonst ist der IP3 beim Teufel.

der hat selber geheizt und gerauscht wie Sau. Was nützt ein hoher IP, wenn's dann am unteren Ende fehlt? Das ganze Gilbert-artige Zeug taugt nix, wenn man wirklich Performance braucht.

Das ist jetzt Zarlink.

Gruß, Gerhard

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Gerhard Hoffmann

Hallo Oliver,

Stimmt, +24dBm und +26dBm IP3 sehen ganz anstaendig aus und die Dinger sind nicht mal teuer. Danke fuer den Tip.

Bin gebranntes Kind, hatte frueher viel mit dem SD5400 entwickelt. Der loeste sich dann fast in Wohlgefallen auf, ist heute suendhaft teuer.

Plessey haette heute sicher etwas viel heisseres. Aber alles zerronnen. Die ZF-Chosen von denen taugten IMHO nicht viel, aber Mischer beherrschten die wirklich. Mir ist so ungefaehr klar, warum Plessey einging, aber warum gibt es bei Euch fast keine Hittites, Mini-Circuits und Linear Technologies?

Pssst, nicht alle unsere analogen Tricks verraten. Ja, ich habe auch mal Bus-Schalter und so genommen. Loest bei Design Reviews meist allgemeines Wuergen aus.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hallo Gerhard,

werden,

Dieser taugte schon, der hat in Side-by-Side Vergleichen manchen Ringmischern laessig stehengelassen.

Raureif hat sich allerdings in der Tat nie drauf gebildet ;-)

Danke, wusste nicht, dass sie darin aufgegangen sind. Aber der ganze Basebandkram scheint weg zu sein. Crosspoints haben sie ja wenigstens noch.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hier in Europa: Weil es schwerlich lohnt, nicht weil wir es nicht können ;-) Es wird aber langsam besser, leider wird immer noch seitens der Kapitalgeber zu schnell an die "schnelle Mark" gedacht, anstatt etwas zu warten und dann richtig zu verdienen:

Beispiele guter Technologie und schneller Aufkäufe:

- Xignal Technologies AG, die haben in der Nähe von München eigenständig wirklich gute hochauflösende und sehr schnelle self clocking Sigma Delta ADC's gebaut. Inzwischen läuft das unter "National Semiconductor".

- Xemics und noch irgendein Funk-IC Hersteller

Umgekehrt wird selten gekauft, aber Infineon hat jetzt z.B. von TI die gesamte DSL Sparte übernommen, immerhin.

Dreimal darfst Du raten warum: Der Markt für die DSL Bauteile liegt ausnahmsweise in Europa, auch die _Fertigung_ der Geräte. Man hat nämlich dazugelernt und gibt - Kosten hin oder her - das nicht mehr nach Fernost ab. Weil es sich nämlich inzwischen auch bei den größeren Herstellern rumgesprochen hat, wie es einem ergehen kann, der zuviel Technologie wegen vermeindlicher Kostenvorteile in China fertigen läßt, die Firmen haben inzwischen von gewissen "und abends fertigen wir die zweite Charge" Spielchen restlos die Nase voll ;-/ Deshalb wird auch wieder mehr in Europa investiert :-))

Es gibt meiner Meinung nach drei Faktoren:

a) In Europa gibt es das Militärbudget und die DARPA nicht. Das _ist_ ein wesentlicher Faktor für Spezial-IC's.

b) Man tut sich mit der IC Vermarktung ausgehend von Europa sehr schwer, Not Invented Here. Die werden erst dann in den USA akzeptiert, wenn sie irgendeine US-Bude gekauft hat. Und wegen a) liegt dort für Spezial-IC's eben ein großer Teil des Marktes, Bausteine der Qualitätsstufe, die Du wünscht, finden sich nicht in billigen Massenprodukten.

c) Siehe oben, die Kapitalgeber hierzulande noch viel zu auf die ganz schnelle Mark aus, das ist leider ein sehr trauriges Thema.

Zum Thema "Aufkaufen" kennst Du auch meine persönlichen Erfahrungen, wir sind inzwischen bei Lizenzverträgen extrem vorsichtig, eben weil vielfach Firmen - auch aus dem Land, in dem Du lebst - sich um die Vertragsinhalte einen Teufel scheren und einfach darauf setzen, dass Verletzungen wegen des maroden Rechtssystems dort nur sehr mühsam zu verfolgen sind.

Fakt ist: Wenn man längerfristig im Markt bleiben will, ist es hierzulande in Europa besser, den Daumen auf der Technologie zu halten und das ganze als _System_ zu verkaufen, daran ist dann deutlich mehr verdient und der Umsatz ist sicherer.

Das gilt insbesondere dann, wenn man irgendwelche USP's (sprich Funktionen, die bei dem Produkt einmalig sind) hat.

- Beim System merkt es der Kunde sofort, wenn er meint, auf Billisch umsteigen zu müssen, es spielt nicht mehr. Auch hat umgekehrt der Wettbewerber des Kunden bei Einsatz innovativer Produkte sehr schnell am Markt ein Problem, entweder zetert letzterer dann so laut rum, dass dem Kunden absolut klar ist, warum er nur dieses System wünscht, oder er kauft auch ;-)

Nach meiner langjährigen Erfahrung bekommt man Innovationen kaum anders durchgedrückt, die Großen rühren sich erst dann, wenn ihnen irgendein innovatives Produkt an einer Stelle richtig böse Marktanteile wegnimmt. Dann aber rühren sie sich ...

- Beim IC meint irgendeiner, sich in der Kundenfirma profilieren zu müssen, in dem er vermeindlich billigere Ware einkauft. Dass dann am Ende nix mehr spielt, interessiert ihn nicht, das Aufbrauchen des Altlagers und der danach einkehrende schlechte Ruf bei den Kunden braucht so ca. 2-3 Jahre, da ist der Jobhopper längst woanders.

Es gibt da schon noch ein paar mehr ;-)

Interessant sind heute vor allem die analog-digitalen Tricks, bei denen irgendein analoges Teil plötzlich supergute Eigenschaften bekommt, weil irgendetwas digitales im Hintergrund werkelt.

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10
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Oliver Bartels

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