Electrical Engineering Dictionary - part 19

beam toroid

a device used for measur-

ing beam intensities by measuring the mag-
netic field fluctuations produced by the pass-
ing beam. The magnetic field fluctuations
produce a current in a coil, that is wound
around a closed circular ring (torus) through
which the beam passes.

beam waist

position at which a beam is

most highly confined; for Gaussian beams in
real media the position at which the phase
fronts are flat.

beamformers

system commonly used for

detecting and isolating signals that are prop-
agating in a particular direction.

beamforming

a form of filtering in spatial

rather than time domain to obtain a desired
spatial impulse response in order to suppress
or to reject signal components coming from
certain directions. The technique involves
directing one or more beams in certain di-
rections by adjusting, for example, the ele-
ment excitation of an array antenna. Used
in communications applications to suppress
other signals than the desired source signal.
Also termed spatial filtering.

beamline

a series of magnets placed

around a vacuum pipe that carry the proton
beam from one portion of the accelerator to
another. Also known as transport line.

beamsplitter

any of a number of passive

optical devices that divide an optical wave-
front into two parts. Wavefront division may
be according to intensity, polarization, wave-
length, spatial position, or other optical prop-
erties.

beamwidth

the angular width of the ma-

jor lobe of a radiation pattern. It is usually
at the half-power level, i.e., 3 dB below the
peak of the major lobe. It can also be speci-
fied as the width between the nulls on either
side of the major lobe (BWFN).

bearing currents

current flow in the

bearings of electrical machines, because of
electromagnetic unbalance in the machine
or from using high

dv

dt

inverters. The lat-

ter is able to charge up the stray capacitance
present between the stator and rotor and be-
tween the rotor and shaft and thus allows mo-
tor bearing currents to flow, with resulting
bearing damage.

beat frequencies

the two frequencies,

sum and difference frequencies, generated
during the heterodyning process or during the
amplitude-modulating process. For exam-
ple, if a 500 kHz carrier signal is amplitude-
modulated with a 1 kHz frequency, the beat
frequencies are 499 kHz and 501 kHz.

beat frequency oscillator

an adjustable

oscillator used in superheterodyne receivers
generating a frequency when combined with
the final IF produces a difference or beat fre-
quency in audio range.

becky

a knot used to secure a handline.

bed of nails

a test fixture for automated

circuit qualification in which a printed wiring
board is placed in contact with a fixture that
contacts the board at certain nodes required
for exercising the assembly.

bel

See

decibel

.

Bell, Alexander Graham

(1847–1922)

Born: Edinburgh, Scotland

Bell is best know as the first patent holder

for a device to electronically transmit human
speech. Bell’s early interest in the mecha-
nisms of speech come from living with his
grandfather, a London speech tutor. Work
with the deaf was to be a lifelong vocation
for Bell. Bell’s inventions were not limited
to the telephone. He was the first person to
transmit speech without wires, he invented
the gramophone, an early tape recorder, an
air-cooling system, an iron lung, and he had
several patents in telegraphy.

c

2000 by CRC Press LLC

bell insulator

a type of strain insulator,

shaped like saucer with ribs on its lower side
and frequently used in insulator strings.

Bello functions

a group of alternative

methods of characterizing a wideband com-
munication channel, named after their pro-
poser, P. Bello. The four functions charac-
terizing deterministic channels are the Input
Delay-spread Function, the Output Doppler-
spread function, the Time-variant Transfer
Function and the Delay Doppler-spread func-
tion.

BEM

See

boundary-element method

.

benchmark

standard tests that are used

to compare the performance of computers,
processors, circuits, or algorithms.

bending loss

in a fiber depends exponen-

tially on the bend radius

R. It is proportional

to exp(

−R/R

c

) where the critical radius

R

c

=

a

2

n (n

co

− n

cl

)

,

a is the fiber radius, n

co

is the refractive index

of the core, and

n

cl

is the refractive index of

the cladding.

BER

See

bit error rate

.

Bernoulli distribution

a random variable

X with alphabet {0, 1} and parameter α such
that its probability mass function is

p(x) = (1 − α)

x

α

1

−x

.

Bernoulli process

a binary valued,

discrete-time random process defined on an
index set corresponding to fixed increments
in time. A typical example is a sequence of
coin tosses where the values of the process
are denoted as “Heads” or “Tails” depending
on the outcome of the tosses. The output val-
ues of the process is a sequence of statistically
independent random variables with the same
probability distribution. The two outcomes
may or may not have equal probabilities.

Berry, Clifford Edward

Berry is best

known as the co-developer, along with John
Vincent Atanasoff, of the first functioning
electronic digital computer. Berry was rec-
ommended to Atanasoff by the Dean of En-
gineering at Iowa State College as a most
promising student who understood the elec-
tronics well enough to help Atanasoff imple-
ment his ideas for a computing machine. Un-
fortunately, Berry’s contributions as a com-
puting pioneer were not honored until after
his death.

beryllium oxide

a compound commonly

used in the production of ceramics for elec-
trical applications and whose dust or fumes
are toxic.

Bessel beam

transverse wave ampli-

tude distribution in which the radial varia-
tion is approximately describable in terms of
truncated Bessel functions; collimation for
Bessel beams is sometimes considered bet-
ter than for more usual polynomial-Gaussian
beams.

Bessel functions

a collection of func-

tions, denoted as

J

ν

(x) and Y

ν

(x), that satisfy

Bessel’s equation

x

2

d

2

f

dx

2

+ x

df
dx

+



x

2

− ν

2



f = 0 ,

where

f is equal to either J

ν

or

Y

ν

;

ν is the

order of the function and

x is its argument.

Typically, Bessel functions arise in boundary
value problems that are based upon a cylin-
drical coordinate system.

best-fit memory allocation

a mem-

ory allocator for variable-size segments must
search a table of available free spaces to find
memory space for a segment. In “best-fit” al-
location, the free spaces are linked in increas-
ing size and the search stops at the smallest
space of sufficient size. Compare with

buddy

memory allocation

.

beta function

a measure of beam width.

The beta function details how the beam

c

2000 by CRC Press LLC

changes around the accelerator. There are
separate beta functions for the

x and y planes.

The square root of

bx is proportional to the

beam’s

x-axis extent in phase space.

beta particle

an electron or positron emit-

ted from a radioactive source.

betatron oscillation

stable oscillations

about the equilibrium orbit in the horizontal
and vertical planes. First studied in betatron
oscillators, betatron oscillation is the trans-
verse oscillation of particles in a circular ac-
celerator about the equilibrium orbit. The
restoring force for the oscillation is provided
by focusing components in the magnetic field
that act to bend a particle that is off the equi-
librium orbit back toward it.

Beverage antenna

simple traveling wave

antenna consisting of an electrically long hor-
izontal wire above ground with a termination
resistance between the end of the wire and
ground equal to the characteristic impedance
of the wire/ground transmission line.

Bezout identity of 2-D polynomial matri-
ces

a systems identity defined as follows:

let

N

R

(z

1

, z

2

), D

R

(z

1

, z

2

) (N

L

(z

1

, z

2

),

D

L

(z

1

, z

2

)) be two right (left) coprime poly-

nomial matrices, then there exists a polyno-
mial matrix in

z

2

, say

E

R

(z

2

), (E

L

(z

2

)) and

two polynomial matrices

X

R

(z

1

, z

2

),

Y

R

(z

1

, z

2

) (X

L

(z

1

, z

2

), Y

L

(z

1

, z

2

)) such that

X

R

(z

1

, z

2

) D

R

(z

1

, z

2

)

+ Y

R

(z

1

, z

2

) N

R

(z

1

, z

2

) = E

R

(z

2

)

(N

L

(z

1

, z

2

) Y

L

(z

1

, z

2

)

+ D

L

(z

1

, z

2

) X

L

(z

1

, z

2

) = E

L

(z

2

))

BGA

See

ball grid array

.

BI

See

bandwidth improvement

.

bi-anisotropic media

(1) a class of ma-

terial in which the electric and magnetic flux
densities, D and B, are each linearly related
to both the electric and magnetic field inten-

sities, E and H, via dyadic constitutive pa-
rameters. The permittivity, permeability, and
magnetoelectric coupling parameters are ten-
sor quantities.

(2) media for which the electric and mag-

netic fields displacements, D and B respec-
tively, are related to the electric and magnetic
field strength E and H by general dyadics.

bi-isotropic media

media for which the

electric and magnetic fields displacements, D
and B, respectively, are scalarly dependent by
both the electric and magnetic field strength
E and H

. For these media the constitutive

relations are

D

= E + (χ − jκ)

√

µ

0



0

H

B

= H + (χ + jκ)

√

µ

0



0

E

where

 is the permittivity, µ the permeabil-

ity, and the subscript 0 refers to free-space.
Bi-isotropic media can be reciprocal (

χ = 0)

or nonreciprocal (

χ 6= 0); nonchiral (κ = 0)

or chiral (

κ 6= 0).

bi-stable

pertaining to a device with two

stable states, e.g., bi-stable multivibrator; cir-
cuit that has two possible output states and
that will remain in its current state without
requiring external inputs; a flip-flop.

bi-stable device

See

flip-flop

.

bias

the systematic (as opposed to ran-

dom) error of an estimator.

bias current

the arithmetic average of

the currents that flow in the input leads of an
op-amp.

bias lighting

technique used in video

tubes to correct for undesirable artifacts such
as lag. Applying a uniform light source to
the surface of the tube (the photoconductive
layer) will create a bias current in the tube,
thereby minimizing the undesirable charac-
teristics.

bias network

a key aspect of microwave

circuit design is to apply the proper DC bias

c

2000 by CRC Press LLC

to the appropriate terminals of transistors
(e.g., FETs) without disturbing the AC mi-
crowave operation of the circuit. In some
cases, “on-chip” DC circuitry needs to be
designed so as to provide stable bias volt-
age/current conditions for the device even
when the chip DC supply voltages vary (due
to weakening batteries, etc.). The other as-
pect of bias network design is to isolate the
DC network from interfering with the AC or
RF/microwave operation of the circuit, and
vice-versa. In a lumped element design, this
is generally accomplished by a combination
of spiral inductors and MIM capacitors.

bias voltage or current

the DC power

applied to a transistor allowing it to operate
as an active amplifying or signal generating
device. Typical voltage levels in GaAs FETs
used in receivers are 1 to 7 volts between the
drain and source terminals, and 0 to

−5 volts

on, or between, the gate and source termi-
nals. For microwave systems, DC voltages
and currents, provided by batteries or AC/DC
converters required to “bias” transistors to
a region of operation where they will either
amplify, mix or frequency translate, or gen-
erate (oscillators) microwave energy. Since
energy can be neither created nor destroyed,
microwave energy amplification or creation
is accomplished at the expense of DC energy.

biasing

the technique of applying a direct-

current voltage to a transistor or an active net-
work to establish the desired operating point.

bible

nickname for the National Electrical

Code.

BIBO stability

See

bounded-input

bounded-output stability

.

BIBO stability of 2-D linear system

a

system described by the equation

y

i,j

=

i

X

k=0

j

X

l=0

g

i−k,j−l

u

k,l

i, j ∈ Z

+

(the set of nonnegative integers)

is said to be bounded-input bounded-output
(BIBO) stable if for every constant

M > 0

there exist a constant

N > 0 such that if

ku

k,l

k ≤ M for all k, l ∈ Z

+

, then

ky

i,j

k ≤

N for all i, j ∈ Z

+

where

u

k,l

∈ R

m

is the

input,

y

i,j

∈ R

p

is the output,

g

i,j

∈ R

p×m

is the matrix impulse response of the system
and

kvk denotes a norm of the vector v. The

system is BIBO stable if and only if

∞

X

i=0

∞

X

j=0

g

i,j

 < ∞

BIBS

See

bounded-input bounded-state

stability

.

BiCMOS

integrated circuit technol-

ogy/process that incorporates bipolar and
complementary metal oxide semiconductor
devices on the same die.

bicycle

a chain-driven drill for boring

holes.

bidirectional bus

a bus that may carry

information in either direction but not in both
simultaneously.

bi-directional laser

a ring laser with both

clockwise and counter-clockwise circulating
waves. Useful as a rotation rate sensor.

bidirectional pattern

a microphone

pickup pattern resembling a figure eight, in
which the device is most sensitive to sounds
on either side of the pickup element.

bi-directional resonator

a standing-

wave resonator or a ring-resonator in which
the electromagnetic waves circulate in both
the clockwise and counter-clockwise direc-
tions.

bidirectional transducer

a surface

acoustic wave (SAW) transducer which
launches energy from both acoustic ports
which are located at either end of the trans-
ducer structure.

c

2000 by CRC Press LLC