Electrical Engineering Dictionary - part 20

 

  Index      Production     Electrical Engineering Dictionary

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  18  19  20  21   ..

 

 

Electrical Engineering Dictionary - part 20

 

 

bidirectional transmission distribution
function (BTDF) 
the optical scattering func-
tion for transmissive optics. The scattering
function vs. angle is normalized to signal at
zero degrees and with respect to solid angle
of detector, including obliquity factor.

bifilar winding

a two-wire winding. It

is often utilized in stepper motors to permit a
unipolar power supply to produce alternating
magnetic poles by energizing only half of the
bifilar winding at any one time.

bifurcation

a term from Chaos Theory

referring to a sudden change in the qualitative
behavior of the solutions.

bifurcation diagram

a diagram where

the sampled variable is plotted versus a pa-
rameter. The sampling period is equal to the
source period. Similar to a Poincare map.

big endian

a storage scheme in which the

most significant unit of data or an address is
stored at the lowest memory address. For
example, in a 32-bit, or four-byte word in
memory, the most significant byte would be
assigned address

i, and the subsequent bytes

would be assigned the addresses:

+1, +2,

and

+ 3. Thus, the least significant byte

would have the highest address of

+ 3 in

a computer implementing the big endian ad-
dress assignment. “Big endian” computers
include IBM 360, MIPS R2000, Motorola
M68000, SPARC, and their successors.

The little endian approach stores the least

significant unit at the lowest address. (The
terms big endian and little endian are taken
from Jonathan Swift’s satirical story, Gul-
liver’s Travels.

See also

little endian

.

BIL

See

basic lightning impulse level

and

basic impulse insulation level

.

bilateral Laplace transform

a Laplace

transform of the form

L{} =

Z

−∞

+∞f (t)e

st

dt,

where

is a complex number. See

Laplace

transform

.

bilateral Z-transform

a Z-transform of

the form

Zx =

+∞

X

n=−∞

x[n]z

n

.

bilinear control systems

a class of non-

linear control system models that are linear
in state, output and control variables treated
separately but they contain the products of
those variables. Such models arose naturally
in modeling the number of chemical pro-
cesses where the controls are flow rates that
appear in the system equations as products
with state variables. The bilinear control sys-
tems may also be used to model population
dynamics perturbed by control actions which
enter growth equations as multipliers of state
variables. Bilinear control systems can arise
also in connection with adaptive control nom-
inally linear systems where uncertain pa-
rameters regarded as additional state vari-
ables leads to bilinear terms in model equa-
tions. Bilinear time-continuous control sys-
tems may be represented by the state equa-
tions having the form

˙Ax Bu +

m

X

i=1

D

i

u

i

x

where

is the state vector, the control vec-

tor with components

u

i

, i = 12, . . . , m,

A, B, D

i

are matrices of the appropriate di-

mensions. See also

population dynamics

.

bilinear interpolation

interpolation of a

value in 2-D space from four surrounding val-
ues by fitting a hyperbolic paraboloid. The
value at

(x, y), denoted f (x, y) is interpo-

lated using

f (x, y) ax by cxy d,

where

aband are obtained by substitut-

ing the four surrounding locations and values
into the same formula and solving the system
of four simultaneous equations so formed.

c

2000 by CRC Press LLC

bilinear transformation

(1) conformal

mapping of the complex plane of the form
f (z) =

az+b

cz+d

, where the real values

ab,

csatisfy ad − bc 6= 0. Also called linear
fractional transformation or M¨obius transfor-
mation.

(2) a special case of (1) is a mapping from

the

jω axis in the s-plane to the unit circle

|z| = 1 in the z- plane, given by =

2

T

1

z

−1

1

+z

−1

,

where

is the time interval between samples.

Such bilinear transformations are used in

the design of recursive digital filters from
equivalent analogue filters in the following
procedure:
1. define characteristic digital frequencies


i

.

2. prewarp these to analog frequencies

ω

i

us-

ing

ω

i

=

2

T

tan



i

T

2

1

≤ ≤ k.

3. design a suitable analog filter with frequen-
cies

ω

i

.

4. use the bilinear transformation to replace

s in the analog filter with

=

2

T

1

z

−1

1

+z

−1

.

bimetal overload device

an overload de-

vice that employs a bimetal strip as the actu-
ating element. The bimetal strip consists of
two metals bonded together. When heated,
the bimetal strip will bend due to the differ-
ent coefficients of linear expansion of the two
metals. The bending operates a set of con-
tacts that automatically removes the affected
load from the source of electrical power. See
also

overload heater

,

overload relay

.

bimodal histogram

a histogram with

two main groupings of values, such as the
sum of two displaced Gaussians. See also

histogram

.

binary

(1) a signal or other information

item that has two possible states.

(2) representation of quantities in base 2.

binary code

a code, usually for error con-

trol, in which the fundamental information
symbols which the codewords consist of are
two-valued or binary and these symbols are
usually denoted by either “1” or “0,” Mathe-

matical operations for such codes are defined
over the finite or Galois field consisting of
two elements denoted by GF(2). The math-
ematical operations for such a Galois field
are addition and multiplication. For addition
over GF(2) one finds that

1

+ 1 = 01 + 0 = 1 and 0 + 0 = 0.

For multiplication over GF(2) one finds that

1

· 1 = 11 · 0 = 0 and 0 · 0 = 0.

See also

block coding

,

convolutional coding

,

error control coding

.

binary-coded decimal (BCD)

(1) a

weighted code using patterns of four bits to
represent each decimal position of a number.

(2) decimal digits 0 to 9, encoded by their

four-bit binary representation. Thus: 0 =
0000, 1 = 0001, 2 = 0010, 3 = 0011, 4 = 0100,
5 = 0101, 6 = 0110, 7 = 0111, 8 = 1000, 9 =
1001.

binary erase channel

a channel where

an error detecting circuit is used and the er-
roneous data is rejected as erasure asking for
retransmission. The inputs are binary and
the outputs are ternary, i.e., 0

1 and erasure.

Used for ARQ (automatic request for retrans-
mission) type data communication.

binary hypothesis testing

a special two-

hypothesis case of the M-ary hypothesis
testing problem.

The problem is to as-

sess the relative likelihoods of two hypothe-
ses

H

1

, H

2

, normally given prior statistics

P (H

1

), P (H

2

), and given observations y

whose dependence

p(y|H

1

), p(y|H

2

on the

hypotheses is known. The receiver operat-
ing characteristic is an effective means to
visualize the possible decision rules.

See

also

m-ary hypothesis testing

.

See also

conditional statistic

,

prior

 statistics, pos-

terior

 statistics

.

binary image

an image whose pixels can

have only two values, 0 or 1 (i.e., “off” or

c

2000 by CRC Press LLC

“on”). The set of pixels having value 1 (“on”)
is called the figure or foreground, while the
set of pixels having value 0 (“off”) is called
the background.

binary image coding

compression of

two-level (black/white) images, typically
documents. Bilevel coding is usually loss-
less and exploits spatial homogeneity by run-
length, relative address, quadtree, or chain
coding. Also called bilevel image coding.

binary notation

See

binary

.

binary operator

any mathematical op-

erator that requires two data elements with
which to perform the operation. Addition
and Logical-AND are examples of binary
operators; in contrast, negative signs and
Logical-NOT are examples of unary opera-
tors.

binary optics

optical filters constructed

with only two amplitude or two phase val-
ues to perform the functions of bulk optical
components such as lenses.

binary phase frequency modulation
converting signals from a binary-digit pat-
tern [pulse form] to a continuous wave form.
FM is superseded by MFM (modified fre-
quency modulation) is an encoding method
used in floppy disk drives and older hard
drives. A competing scheme, known as RLL
(run length limited), produces faster data ac-
cess speeds and can increase a disk’s storage
capacity by up to 50 percent. MFM is super-
seded by RLL, which is used on most newer
hard drives.

binary phase grating

a diffraction grat-

ing where alternating grating lines that alter
the optical phase by 180

more than neigh-

boring lines.

binary signal

a signal that can only have

two values: off and on, low and high, or zero
and one.

binary symmetric channel

the binary-

input, binary-output symmetric channel,
where the channel noise and other distur-
bances cause statistically independent errors
in the transmitted binary sequence with aver-
age probability. The channel is memoryless.

binary tree

recursively defined as a set of

nodes

(n

1

, . . . n

k

one of which is designated

the root and the remaining

− 1 nodes form

at most two sub-trees.

binary tree predictive coding

predictive

image coding scheme in which pixels are
ordered in a pyramid of increasingly dense
meshes. The sparsest mesh consists of sub-
samples of the original image on a widely
spaced square lattice; succeeding meshes
consist of the pixels at the centers of the
squares (or diamonds) formed by all preced-
ing meshes. Each mesh has twice the num-
ber of pixels as its predecessor. Pixel val-
ues are predicted by non-linear adaptive in-
terpolation from surrounding points in pre-
ceding meshes. The prediction errors, or dif-
ferences, are quantized, ordered into a binary
tree to provide efficient coding of zeros, and
are then entropy coded.

binaural attribute

psychoacoustic ef-

fects (e.g., cocktail-party effect) that depend
on the fact that we have two ears.

binocular imaging

the formation of two

images of a scene from two different po-
sitions so that binocular vision can be per-
formed, in a similar manner to the way hu-
mans deploy two eyes.

binocular vision

the use of two images

of a scene, taken (often simultaneously) from
two different positions, to estimate depth of
various point features, once correspondences
between pairs of image features have been
established.

binomial coefficients

the coefficients of

the polynomial resulting from the expansion

c

2000 by CRC Press LLC

of

(a b)

n

. These coefficients are equal to



n

k



=

n!

k!(n − k)!

,

where

is the order of the polynomial and k

is the index of the coefficient. The

kth coef-

ficient is multiplied by the term

a

k

b

nk

.

binomial distribution

the binomial dis-

tribution is the distribution of a random vari-
able

that is the sum of random variables

that are Bernoulli distributed.

X

1

X

2

+ · · · + X

n

.

The probability mass function of such a

is

p

Y

(k) =



n

k



p

k

(1 − p)

nk

,

where

is the parameter of the Bernoulli dis-

tribution of any

X

i

.

bioanalytical sensor

a special case

of a chemical sensor for determining the
amount of a biochemical substance. This
type of sensor usually makes use of one
of the following types of biochemical reac-
tions: enzyme-substrate, antigen-antibody,
or ligand-receptor.

bioluminescence

See

luminescence

.

biomass

General term used for wood,

wood wastes, sewage, cultivated herbaceous
and other energy crops, and animal wastes.

biomedical sensor

a device for interfac-

ing an instrumentation system with a biolog-
ical system such as biological specimen or an
entire organism. The device serves the func-
tion of detecting and measuring in a quanti-
tative fashion a physiological property of the
biological system.

biometric verifier

device that helps au-

thenticate by measuring human characteris-
tics.

biorthogonal filter bank

a filter bank that

satisfies the perfect reconstruction condition,

i.e., the product of the polyphase transfer
function of the analysis and synthesis filters
is a pure delay. In general, the analysis and
synthesis filters are different, as opposed to
the situation for an orthogonal filter bank.

biorthogonal wavelet

a generalization of

orthogonal wavelet bases, where two dual ba-
sis functions span two sets of scaling spaces,
V

j

and ˆ

V

j

, and two sets of wavelet spaces,

W

j

and ˆ

W

j

, with each scaling space orthog-

onal to the dual wavelet space, i.e.,

V

j

⊥ ˆ

W

j

and ˆ

V

j

⊥ W

j

See also

biorthogonal filter

bank

.

BIOS

See

basic input–output system

.

bipolar

(1) a type of transistor that

uses both polarities of carriers (electrons and
holes) in its operation as a junction transistor.

(2) a type of data encoding that uses both

positive and negative voltage excursions.

bipolar device

See

bipolar

.

bipolar junction transistor (BJT)

a

three-terminal nonlinear device composed of
two bipolar junctions (collector-base, base-
emitter) in close proximity. In normal oper-
ation, the voltage between base and emitter
terminals is used to control the emitter cur-
rent. The collector current either equals this
(with BC junction in reverse bias), or goes
into saturation (the BC junction goes into for-
ward bias). Used for medium power (700 A)
and medium speed (10 kHz) applications.

In power electronics applications, BJTs

are typically operated as switches, in either
their fully on or off states, to minimize losses.
The base current flowing into the middle of
the device controls the on–off state, where
continuous base current is required to be in
the on state. A disadvantage is the low cur-
rent gain.

The base current is generally much

smaller than collector and emitter currents,
but not negligible as in MOSFETs.

c

2000 by CRC Press LLC

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  18  19  20  21   ..