【16位低功耗Σ-Δ型ADCAD7171特点输出数据速率： 125赫兹引脚可编程断电和复位状态功能内部】,IC型号AD7171,AD7171 PDF资料,AD7171经销商,ic,电子元器件-51电子网

16位低功耗Σ-Δ型ADC

AD7171

特点

输出数据速率： 125赫兹

引脚可编程断电和复位

状态功能

内部时钟振荡器

电流： 135 μA

电源： 2.7 V至5.25 V

-40 ° C至+ 105 °C温度范围

包装： 10引脚3 mm ×3 mm LFCSP封装

功能框图

GND V

REFIN （ + ） REFIN （ - ）

AIN（+ ）

AIN（ - ）

16-BIT

Σ-Δ

ADC

DOUT / RDY

SCLK

PdRst

08417-001

AD7171

国内

时钟

图1 。

接口

2线串行（只读设备）

SPI兼容

在SCLK施密特触发器

表1中。

REF

= V

RMS噪声

11.5 μV

6.9 μV

P-P噪声

76 μV

45 μV

P-P

决议

16位

ENOB

16位

应用

电子秤

压力测量

工业过程控制

便携式仪表

概述

的AD7171是非常低功率的16位模拟 - 数字转换器

器（ADC）。它包含了一个精密的16位Σ-Δ （ Σ - Δ ） ADC

和片上振荡器。仅消耗135 μA ，在AD7171

特别适合于便携式或电池供电产品

那里非常低的功率要求。该AD7171还具有

掉电模式下，器件功耗为5 μA ，从而

增加产品的电池寿命。

为便于使用，本AD7171的所有功能都通过控制

专用引脚。每一个数据读取时， 8个状态位时间

被附加到16比特的转换。这些状态位包含

可用于确认有效性的图案序列

串行传输。

在AD7171的输出数据速率为125赫兹，而

建立时间为24毫秒。在AD7171具有一个差分输入

和1.本的增益是在应用中有用，其中用户

需要使用外部放大器来实现系统特定的

滤波或增益要求。

在AD7171工作在电源2.7 V至5.25 V

它采用10引脚LFCSP封装。

该AD7170是一款12位版本的AD7171的。它具有相同的

功能设置为AD7171是引脚对引脚兼容。

第0版

信息ADI公司提供的被认为是准确和可靠。然而，没有

责任承担ADI公司供其使用，也为专利或其他任何侵权行为

第三方可能导致其使用的权利。规格如有变更，恕不另行通知。没有

获发牌照以暗示或其他方式ADI公司的任何专利或专利权。

商标和注册商标均为其各自所有者的财产。

一个技术的方式， P.O. 9106箱，诺伍德，MA 02062-9106 ， U.S.A.

联系电话： 781.329.4700

www.analog.com

传真： 781.461.3113

AD7171

特点................................................. ............................................. 1

接口................................................. ............................................ 1

应用................................................. ...................................... 1

功能框图............................................... ............... 1

概述................................................ ......................... 1

修订历史................................................ ............................... 2

规格................................................. .................................... 3

时序特性................................................ ..................... 5

时序图................................................ .......................... 5

绝对最大额定值............................................... ............. 6

热阻................................................ ...................... 6

ESD注意事项................................................ .................................. 6

引脚配置和功能说明............................. 7

典型性能特征............................................. 8

输出噪声和分辨率规格................................ 9

ADC电路信息............................................... ............... 10

概述................................................. .................................... 10

过滤器，数据速率和建立时间......................................... 10

增益................................................. ............................................. 10

掉电/复位（ PDRST ） .......................................... .......... 10

模拟量输入通道............................................... ................ 10

双极性配置................................................ ................ 10

数据输出编码............................................... ................... 11

参考................................................. .................................... 11

数字接口................................................ .......................... 11

接地和布局............................................... ............... 12

应用信息................................................ .............. 13

温度系统................................................ ................... 13

信号调理电路

........................................................ 13

外形尺寸................................................ ....................... 14

订购指南................................................ .......................... 14

修订历史

10月9日 - 修订版0 ：初始版

第0版|第16页2

AD7171

特定网络阳离子

= 2.7 V至5.25 V ，V

REF

= V

， GND = 0 V ，规格全牛逼

民

给T

最大

中，除非另有说明。

表1中。

参数

ADC通道

输出数据速率（F

ADC

)

无失码

分辨率峰 - 峰值（ P-P ）

有效分辨率（ ENOB ）

RMS噪声

积分非线性

偏移误差

失调误差漂移与温度的关系

满量程误差

增益随温度漂移

电源抑制

模拟输入

迪FF erential输入电压范围

绝对AINx电压限制

平均输入电流

平均输入电流漂移

DC共模抑制

参考

外部REFIN电压

参考电压范围

绝对REFIN电压限制

平均参考输入电流

漂移

DC共模抑制

内部时钟

频率

逻辑输入

SCLK ， PDRST

输入低电压，V

INL

输入高电压，V

INH

SCLK （施密特触发输入）

迟滞

输入电流

输入电容

1.8

2.4

100

140

±2

民

AD7171B

典型值

125

见表6

±0.4

±200

±250

±0.015

±0.07

±V

REF

GND - 0.03

±400

±60

0.5

GND - 0.03

400

±0.15

110

64 5%

64 + 5%

+ 0.03

最大

单位

位

μV

最低位

μV

内华达州/ ℃，

％ FS的

LSB /°C的

NA / V

PA / V /°C的

NA / V

NA / V /°C的

千赫

测试条件/评论

建立时间= 3 /女

ADC

INX

= 0 V, V

REF

= V

INX

= 0 V, V

REF

= V

INX

= 0 V, V

REF

= V

INX

= 1 V

REF

= REFIN （+） - REFIN （ - ）

输入电流随输入

电压

INX

= 1 V

REFIN = REFIN （+） - REFIN （ - ）

0.4

0.8

μA

= 3 V

= 5 V

= 3 V

= 5 V

= 3 V

= 5 V

= V

或GND

所有数字输入

第0版|第16页3

AD7171

参数

逻辑输出（ DOUT / RDY ）

输出高电压，V

OH2

输出低电压，V

OL2

浮态泄漏电流

浮态输出电容

数据输出编码

电源要求

电源电压

= GND

电源电流

当前

（掉电/复位模式）

民

0.6

AD7171B

典型值

最大

单位

μA

测试条件/评论

= 3 V，I

来源

= 100 μA

= 5 V，I

来源

= 200 μA

= 3 V，I

SINK

= 100 μA

= 5 V，I

SINK

= 1.6毫安

0.4

±2

偏移二进制码

2.7

110

135

5.25

130

150

μA

= 3 V

= 5 V

温度范围为-40 ° C至+ 105°C 。

规格未经生产测试，但支持产品初始发布时的特性数据。

数字输入等于V

或GND 。

第0版|第16页4

AD7171

时序特性

= 2.7 V至5.25 V ,, GND = 0 V ，输入逻辑0 = 0 V ，输入逻辑1 = V

中，除非另有说明。

表2中。

参数

1, 2

读

在T限制

民

, T

最大

100

单位

ns（最小值）

ns（最大值）

ns（最小值）

毫秒（典型值）

条件/评论

SCLK高脉冲宽度

SCLK低电平脉冲宽度

SCLK有效沿到数据有效延迟

= 4.75 V至5.25 V

= 2.7 V至3.6 V

SCLK无效沿到DOUT / RDY高

PDRST低脉冲宽度

PDRST高到数据有效延迟

RESET

在初次发布期间样品测试，以确保合规性。所有输入信号均采用t指定

= t

= 5纳秒（10％ 90 ％的V

），并定时从1.6 V的电压电平

参见图3 。

这些数字是测定图2所示的负载电路，并根据需要定义为跨越V中的输出时间

或V

极限。

SCLK有效沿为SCLK的下降沿。

SINK

（ 1.6毫安与V

= 5V,

100μA与V

= 3V)

产量

针

50pF

1.6V

来源

（ 200μA与V

= 5V,

100μA与V

= 3V)

图2.负载电路的时序特性

时序图

DOUT / RDY （ O）

最高位

最低位

SCLK （I）的

08417-002

I =输入， O =输出

图3.读周期时序图

PDRST （I）的

DOUT / RDY （ O）

08417-004

I =输入， O =输出

图4.重置AD7171

第0版|第16页5

08417-003

电路笔记

设备连接/参考

从实验室参考电路电路设计和

测试快捷，简便的系统集成，以帮助解决当今

模拟，混合信号和RF设计挑战。欲了解更多

信息和/或支持，请访问：

www.analog.com/CN0188.

ADA4051-2

AD7171

ADR381

ADuM5402

微功耗，零漂移，轨至轨输入

和输出，双通道运算放大器

低功耗， 16位Σ-Δ型ADC

2.5 V ，低噪声，高精度，带

隙基准电压源

四通道隔离器

集成的DC- DC转换器

CN-0188

低成本，电平转换低压侧电流监视器的高负电压轨

评估和设计支持

电路评估板

CN - 0188电路评估板（ EVAL - CN0188 -SDPZ ）

系统演示平台（ EVAL - SDP- CB1Z ）

设计和集成文件

原理图，布局文件，物料清单

电路功能与优势

在图中所示的电路1监视当前在个人

-48 V至优于1 ％的精度频道。负载电流

通过分流电阻器，它是外部的电路通过。

选择分流电阻值，以使分流电压是

大约50毫伏的最大负载电流。

+3.3V

ISO

VIN

10F

0.1F

+3.3V

ISO

DD1

+2.5V

REFIN （ + ） VDD

SCLK

AIN +

ADR381

VOUT

GND

4.99k

ADuM5402

GND

ISO

GND

24.9k

AD7171

PdRst

GND

ISO

艾因

DOUT

REFIN （ - ）

GND

U1:

ADA4051-2

U1A

U1B

0.1F

GND

ISO

GND

ISO

GND

注：可选的现状提供器ADuM5402

电气隔离的数字信号

和隔离

用于电源电路

D1： MMSZ5232B - 7-F

D2 ： MBRA120ET3

Q1 ： ZXMN7A11GTA ， 70V N-CH MOSFET

5.6V

48.7k , 1%

4.99k

48V

–

来源

分流

负载

GND

ISO

图1.低压侧电流监视器的高负电压轨（所有连接和去耦未显示）

版本B

从ADI公司的实验室电路电路的设计和ADI公司建

工程师。标准的工程实践中已采用的设计和施工

每个电路，其功能和性能进行了测试和验证在实验室环境

室温。但是，你是全权负责测试电路，并确定其

适宜性和适用性的使用和应用。因此，在任何情况下， ADI公司

对于直接的，间接的，特殊的，附带的，后果性的或惩罚性赔偿责任因任何原因引起的

任何连接到使用任何电路从实验室电路。（下转最后一页）

一个技术的方式， P.O. 9106箱，诺伍德，MA 02062-9106 ， U.S.A.

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传真： 781.461.3113

09570-001

CN-0188

从测量结果

AD7171

被提供为

利用一个简单的2线数字代码， SPI兼容串行

界面。整个电路工作在一个单一的+3.3 V供电。

可选的电隔离是由提供

ADuM5402

四

通道隔离器。除了隔离输出数据，则

ADuM5402

数字隔离器还可以提供隔离+3.3 V的

的电路。该

ADuM5402

不需要对正常的电路

需要的操作，除非电流隔离。

这一器件组合提供了一个精确的高压

有一小部分的负供电轨电流检测解决方案

数，低成本，和低功耗。该测量的精度

精神疾病主要是由电阻容差和所确定的

带隙参考的准确性，并且通常小于1％更好。

电路笔记

参考提供更好的精度。 2.5 V基准电压选择

提供足够的扩展空间。

的输入电压的

AD7171

ADC被转换成一个

在ADC的输出偏移二进制码。该

ADuM5402

提供隔离的DOUT数据输出， SCLK时钟

输入，并且

PdRst

输入。

该代码是在PC使用SDP硬件处理

板和LabVIEW软件。

图2中的曲线图显示了测试电路实现一个

的0.3 ％的误差在整个输入电压范围（0 mV到50毫伏）。

的比较可以看出，在输出的代码之间进行

ADC的，记录的LabVIEW ，以及计算的理想代码

基于完善的制度。

1.0

65536

62768

输入输出

57768

0.6

0.4

0.8

电路描述

该电路是专为50毫伏的满量程分流电压

最大负载电流I

最大

。分流因此，值

电阻为R

分流

= （ 50毫伏）/（我

最大

该"ground"为运算放大器级被连接到所述

共模电压（ -48 V ）。的电压为运

放大器级由"floating" 5.6 V齐纳二极管，供给其

被偏置在约2毫安的电流。这消除

需要一个独立的电源。该电路将操作

从-60伏的电源电压，以-10 V无

修改。

分流电压由49.7使用U1A的因素放大，

其中，G = 1 + R3 / R2。零漂移

ADA4051-2

具有低的

失调电压（ 15 μV最大值）和没有贡献

显著误差的测量。满量程分流电压

50毫伏产生满量程输出电压从U1A

2.485 V（参考共模电压源）。

用V大的N沟道MOSFET晶体管

击穿

（70 Ⅴ） U1B的反馈环路内适用的输出

电压跨电阻器R5 U1A的，并且所产生的电流

流经R6和R7 。从U1A的满量程电压

2.485 V产生的0.498毫安，满量程电流

生成在电阻R7 2.485 V满量程电压。该

R7两端的电压被施加到ADC的AIN- 。电阻R6

和肖特基二极管D2提供输入保护

AD7171

在该事件中的MOSFET短路了。

注意，在电源电压为

ADR381,

该

AD7171,

和浮动齐纳二极管是由分离的供给

输出功率（ + 3.3V

ISO

）的

ADuM5402

四隔离。

参考电压为

AD7171

由供给

ADR381

精密带隙基准。该

ADR381

有

为± 0.24％的初始精度和典型温度系数

为5 ppm / °以下。

虽然可以操作两个

AD7171

VDD和

REFIN （ + ），从3.3 V电源供电，使用单独的

52768

47768

ADC CODE

42768

37768

误差（％）

–0.2

–0.4

–0.6

–0.8

分流电压（MV ）

图2.绘图输出和误差与分流电压的

为了计算这个理想代码，有几种

必须作出有关的性能假设

系统。首先，运算放大器增益级必须乘以输入

信号正好49.7 。根据电阻器的容差（1％），

这个值将2％最坏的情况下会发生变化。其次，电流吸收

电阻（R5 ）和ADC的输入电阻（R 7）被假定为

相同的。在电路中，这些特定的电阻器具有一个

容差为1 ％。因为它们是相同的值，则匹配

可能会优于1％。电阻器与紧缩

公差可以使用，这会增加精度和

该电路的成本。

有几个项目已经在PCB ，这是上实现

不是至关重要的电路的功能或性能，但

必须确保用户和硬件的安全性。作为一个例子，如果

Q1分解或短路时，ADC ， SDP板，用户和

用户的PC机都处于危险由于大的负电压

势。包括安全项目是无源元件R6 ，

D2，其中保护

AD7171,

和

ADuM5402

四核

通道数字隔离器，它可以保护电路的SDP

板，以及在用户的PC 。

版本B |第5 2

09570-002

32768

–1.0

误差（％）

ADC CODE

0.2

电路笔记

PCB布线注意事项

在任何电路中的精度是至关重要的，重要的是要

考虑在电源和接地回路布局

板。在PCB应隔离数字量和模拟部分为

尽可能。该PCB是在一个四层构造

堆叠而成，具有较大面积的接地层和电源层

多边形。见

MT- 031教程

关于更多讨论

布局布线和接地的

MT- 101教程

信息

在去耦技术。

所述电源到

AD7171

和

ADuM5402

应

去耦用10 μF和0.1 μF电容来适当地抑制

噪声和减小纹波。该电容应为

靠近器件尽可能与0.1 μF电容具有

低ESR值。陶瓷电容器应为所有高

高频去耦。

应注意，在考虑之间的隔离间隙

的初级侧和次级侧

ADuM5402.

该

EVAL- CN0188 -SDPZ板拉最大化这个距离

备份任何多边形或组件的顶层，并调整有关

他们的销

ADuM5402.

电源线应具有尽可能大的走线宽度尽可能

以提供低阻抗路径，并减小毛刺的影响

+3.3V

ISO

VIN

CN-0188

供应线。时钟和其它快速开关的数字信号

应该从主板的其他部分由数字屏蔽

地面上。

一个完整的设计支持包，本电路笔记，

包括电路板布局，可以在这里找到

http://www.analog.com/CN0188-DesignSupport 。

常见变化

有一些解决方案，可用于高侧传感

正源。利用电流检测放大器IC解决方案，

差分放大器，或它们的组合是可用的。

“高边电流检测：差动放大器VS ，电流 -

检测放大器“

模拟对话，

2008年1月，

描述

利用电流检测放大器和差动放大器。该制品是

可在

www.analog.com/HighSide_CurrentSensing 。

下面的网址链接到ADI公司的产品有哪些

有用的解决电流检测问题：

电流检测放大器：

www.analog.com/CurrentSenseAmps

差动放大器：

www.analog.com/DifferenceAmps

仪表放大器：

www.analog.com/InstrumentationAmps

ADR381

VOUT

GND

ISO

+2.5V

+3.3V

U1:

R1*

1.24M

ADA4051-1

+3.3V

ISO

REFIN （ + ） VDD

SCLK

AIN +

DD1

ADuM5402

GND

ISO

GND

ISO

PdRst

AIN-

DOUT

REFIN （ - ） GND

AD7171

R3*

48.7k, 1%

GND

ISO

分流

–

来源

分流

负载

* R1 ADDS 100mV的偏移量U1输出

并允许测量在零负载电流。

如果R1用来，降低R3至46.4kΩ为了维护2.5V满量程

负载

GND

ISO

GND

ISO

GND

48V

图3.备用电隔离的负轨电流检测电路由-48 V电源和隔离器ADuM5402直接供电（所有连接和去耦未显示）

版本B |第5 3

09570-003

CN-0188

图3示出一个备用电路，它可以用于当

电隔离是必需的。该"ground"为整个电路

连接到将-48V源。从孤立+3.3 V

ADuM5402

用于为电路供电。注意，这

配置不需要运算放大器/ MOSFET级

移位器（见图1 ），因为该电平移位功能是

通过完成

ADuM5402

隔离器，它允许一个新的

要建立数字接地参考（ GND1 ）

信号。

一个单一的零漂移

ADA4051-1

提供了49.7的增益

分流电压。电阻器R1提供的正偏移电压

为100mV ，在运算放大器的输出，使电路操作

下降到零负载电流。如果该偏移量被添加，则R 3

应减少到46.4千欧保持满量程ADC

2.5 V输入电压为50 mV的分流电压。没有

偏移，则

ADA4051-1

输出将变为非线性输出

电压小于约40毫伏。

电路笔记

原理图。该文件被包含在

CN0188设计

支持包。

格局

连接上的EVAL- CN0188 -SDPZ的120针连接器

电路板的连接器标有“ CON A”的

EVAL- SDP- CB1Z评估（ SDP ）板。尼龙五金

应该用来牢固地固定在两个板，使用孔

在120引脚连接器两端。

连接在输入端的分路电阻器（R

分流

)

带负载到地，如图1所示。在电源

电源关闭，连接+6 V电源标示销

“ +6 V” ，并在黑板上“GND” 。如果有的话，一个+6 V "wall wart"

可连接到筒连接器在电路板上，并用

代替+6 V电源。连接USB电缆

与SDP板到PC上的USB端口供电。

注意：不要将USB电缆连接到微型USB连接器

在SDP板在这个时候。

它连接的系统接地和PCB是重要

隔离接地，以保证正确的电压等级和

操作。测试点31和测试点32给访问

GND_ISO需要适当进行此连接。

电路评估与测试

本电路使用EVAL- CN0188 -SDPZ电路板和

在EVAL- SDP- CB1Z系统演示平台（ SDP ）

评估板。这两个板具有120引脚交配

连接器，允许快速设置的评价

电路的性能。该EVAL- CN0188 -SDPZ板

包含该电路进行评估，如在本说明中描述的，

并且在SDP评估板用于与CN0188

评估软件来捕捉来自数据

EVAL- CN0188 -SDPZ电路板。

TEST

接通电源+6 V电源（或“壁式电源适配器” ）连接到

在EVAL- CN0188 -SDPZ电路板。启动评估

软件从PC连接的USB电缆连接到USB

在SDP板微型连接器。

一旦USB通信建立， SDP板

可用于发送，接收和捕获从串行数据

EVAL- CN0188 -SDPZ板。数据可被记录为各个

负载电流作为电子负载的值被台阶。

关于如何使用该评价信息和细节

软件进行数据采集所用的CN0188中找到

评估软件Readme文件。

有关SDP板的信息可以在被发现

SDP用户指南。

所需设备

计算机配有USB端口和Windows XP或Windows Vista的

（ 32位）或Windows 7 （ 32位）

EVAL- CN0188 -SDPZ电路评估板

EVAL- SDP- CB1Z SDP评估板

CN0188评估软件

电源： +6 V或+6 V“壁式电源适配器”

分流电阻为50毫伏的最大电压

最大负载电流。

电子负载

了解更多

CN0188设计支持包：

http://www.analog.com/CN0188-DesignSupport

中，亨利。 “高边电流检测：差动放大器

vs.Current检测放大器， “模拟对话42-01 ，

月（ 2008）。

坎特雷尔，马克。应用笔记AN- 0971 ，

建议

辐射发射与isoPower器件的控制。

ADI公司。

入门

通过将CN0188评估加载评估软件

软件光盘在PC的CD驱动器。使用"My电脑， "

找到包含评估软件光盘的驱动器和

打开Readme文件。按照包含的说明

自述文件安装和使用评估软件。

功能框图

请参见本电路笔记的图1的电路框图。

而对于电路的“ EVAL- CN0188 -SDPZ -SCH ” PDF文件

版本B |第5 4

电路笔记

陈，宝兴，约翰·韦恩和罗恩Kliger 。

高速

采用微型片上变压器的数字隔离器，

ADI公司， 2003 。

陈宝兴。

的iCoupler产品采用isoPower 技术：

信号和电源隔离跨障转移使用

微型变压器，

ADI公司2006年

陈宝兴。 “微型变压器隔离数字优势

控制“。

电力电子技术。

2008年10月。

Ghiorse ，丰富。应用笔记AN- 825 ，

电源

中的iCoupler隔离产品的注意事项，

类似物

设备。

克拉考尔，大卫。 “数字隔离器提供小型，

低成本的解决方案，以挑战性的设计问题。 “

模拟对话。 40卷， 2006年12月

MT- 022教程，

ADC架构III ： Σ-Δ型ADC

基础知识，

ADI公司。

MT- 023教程，

ADC架构IV ： Σ-Δ型ADC

先进的概念和应用，

ADI公司。

MT- 031教程，

接地数据转换器及解决

的"AGND"和"DGND ， "谜

ADI公司。

MT- 101教程，

去耦技术，

ADI公司。

韦恩·斯科特。 “ iCoupler数字隔离保护的RS - 232 ，

RS - 485和CAN总线在工业，仪器仪表，

与计算机应用“。

模拟对话。

第39卷，

2005年10月。

CN-0188

数据手册和评估板

CN0188电路评估板（ EVAL - CN0188 -SDPZ ）

系统演示平台（ EVAL - SDP- CB1Z ）

ADA4051-2数据表

ADA4051-2评估板

ADA4051-1数据表

ADA4051-1评估板

AD7171数据手册

AD7171评估板

ADR381Data表

ADuM5402的数据表

器ADuM5402评估板

修订历史

11月11日 - 修订版。 A到版本B

变化图3 .............................................. .............................. 3

改动电路评估与测试......................................... 4

6月11日 - 修订版。 0到版本A

改动电路笔记标题............................................. ............. 1

改动电路功能与优势..................................... 1

图1 ..............................................变化............................ 1

改动电路说明.............................................. ......... 2

更改常见变化.............................................. 3 .......

加入图3 ............................................... ................................... 3

4月11日 - 修订版0 ：初始版

（从第一页）实验室电路电路仅用于与ADI的产品使用，并且ADI公司或者其授权的知识产权。当你

可以使用来自于您的产品的设计实验室电路的电路，没有其他获发牌照以暗示或其他任何专利或其他知识产权所

应用程序或使用实验室电路的电路。信息ADI公司提供的被认为是准确和可靠。然而，从Lab" "Circuits供给"as is"

并没有任何形式的明示，暗示或法定的，包括但不限于对适销性或适用性的任何暗示的保证为特定

目的和承担任何责任由Analog Devices供其使用，也不对第三方专利或其他权利的任何侵犯，可能导致从他们的使用它。 ADI公司

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注册商标均为其各自所有者的财产。

CN09570-0-11/11(B)

版本B |第5 5