Electrical Engineering Dictionary - part 43

cost function

a nonnegative scalar func-

tion that represents the cost incurred by an
inaccurate value of the estimate. Also called
penalty function.

Costas loop

a carrier synchronization

loop in a digital communications receiver that
uses a quadrature phase detector in place of
a conventional square-law device.

cotree

the complement of a tree in a net-

work.

Cotton–Mouton effect

second-order

anisotropic reciprocal magnetooptic effect
that causes a linearly polarized incident light
to transmit through as an elliptically polar-
ized output light wave when the propagation
direction of the incident light is perpendicu-
lar to the direction of the applied magnetiza-
tion of the magnetooptic medium. It is also
known as magnetic linear birefringence.

Coulomb blockade

the situation in which

a particle has insufficient thermal energy to
allow the necessary energy exchange during
a tunneling process. Hence, the bias supply
must supply energy to the electron to account
for the stored energy change in tunneling,
which requires

V > e/2C, where C is the

capacitance (

eV << kBT ).

Coulomb force

electric force exerted on

an electrically charged body, which is pro-
portional to the amount of the charge and the
electric field strength in which the charged
body is placed.

Coulomb’s Law

the force of repul-

sion/attraction

between

two

like/unlike

charges of electricity concentrated at two
points in an isotropic medium is proportional
to the product of their magnitudes and in-
versely proportional to the square of the dis-
tance between them and to the dielectric con-
stant of the medium.

Coulomb, Charles

(1763–1806) Born:

Angouleme, France

Coulomb is best known for his study of

electric charge and magnetism resulting in
Coulomb’s Law, as well as his studies in fric-
tion. Coulomb also invented the torsion bal-
ance in 1777. He used this device in many
experiments. Coulomb began his career in
the military, but resigned when the French
Revolution began. His experience as a mil-
itary engineer involved him in a wide vari-
ety of different projects. It also gave him
time to continue his own experimental work.
Coulomb’s law states that the force between
two charges is proportional to the product
of the charges and inversely proportional to
the square of the distance between the two
charges. Coulomb is honored by having his
name used as the unit of electric charge, the
coulomb.

counter

(1) a variable or hardware regis-

ter that contains a value that is always incre-
mented or decremented by a fixed amount,
and always in the same direction (usually in-
cremented by one, but not always).

(2) a simple Moore finite state machine

that counts input clock pulses. It can be wired
or enabled to count up and/or down, and in
various codes.

counter-EMF

a voltage developed in an

electrical winding by Faraday’s Law that op-
poses the source voltage, thus limiting the
current in the winding.

counter-EMF starter

a type of DC-motor

starter that reduces the resistance in the start-
ing circuit as the voltage across the armature
rises.

counter-propagation learning

See

hi-

erarchical feature map

.

counter-rotating field theory

mathemat-

ical theory in which a magnetic field with
stationary spatial direction but sinusoidally
varying magnitude is decomposed into two
constant-magnitude fluxes rotating in oppo-
site directions. The angular velocity,

ω, of

the rotating fluxes equals the time-domain

c

2000 by CRC Press LLC

angular frequency of the stationary flux, and
the magnitude of the rotating fluxes is half
the magnitude of the stationary flux. Mathe-
matically, this is described by the following
equation:

B cos θ sin ωt = 0.5B sin ωt − θ

+ 0.5B sin ωt + θ

where the left-hand term represents the time-
varying flux magnitude along the spatial di-
rection

θ, and the right-hand terms represent

forward and backward rotating fields of con-
stant magnitude rotating about

θ. The fol-

lowing diagram illustrates this relationship.
Resolution of the stationary flux into two ro-
tating fluxes allows induction machine per-
formance to be analyzed using standard ro-
tating field theories. The total machine per-
formance is determined from the net result
of both rotating fluxes. Also called double
revolving-field theory.

Counter-rotating field concept.

counter-torque

torque developed in op-

position to the rotation of a machine. It is
produced as load current flows in the pres-
ence of and perpendicular to magnetic flux in
a machine that is generating electric power.

counterpoise

a ground wire buried be-

neath an overhead line to lower footing
impedance.

counterpoise ground

buried conductor

routed under transmission lines designed to
achieve low earth electrode resistance.

coupled inductor

two inductors within a

switching converter, which have similar volt-
age waveforms, are wound on the same mag-
netic core to steer the ripple from one wind-
ing to another. A typical example is a ´

Cuk

converter with an isolation transformer where
the input and output inductors are coupled
with the transformer to provide zero ripple
at the input and the output. See also

´

Cuk

converter

.

coupled line filter

a type of microstrip

or stripline filter that is composed of parallel
transmission lines. Bandwidth is controlled
by adjusting the transmission line spacing.
Wider bandwidths are obtained by tighter
coupling. A two-port circuit is formed by
terminating two of the four ports in either
open or short circuits, which leaves ten pos-
sible combinations. Different combinations
are used to synthesize low-pass, bandpass, all
pass, and all stop frequency responses.

coupled lines

the electromagnetic field of

two unshielded transmission lines in prox-
imity can interact with each other to form
coupled lines. Usually three conductors are
needed. Examples of coupled lines are cou-
pled microstrip lines and coupled striplines.

coupled Riccati equations

a set of dif-

ferential or algebraic matrix equations of
the Riccati type arising in the jump linear
quadratic problem which should be solved
simultaneously. The set of coupled differen-
tial Riccati equations has a form

˙

K(i, t) + A(i)

0

K(i, t) + K(i, t)A(i)

s

X

j=1

q

ij

K(j, t) + Q(i)

− K(i, t)B(i)R(i)

−1

B(i)

0

K(i, t) = 0

for

i ∈ S = {1, 2, . . . , s}, t ∈ [0, T ]

and terminal condition

K(i, T ) = 0 where

c

2000 by CRC Press LLC

A(i), B(i), Q(i), R(i) are, respectively, sys-
tem and weighting, state and input matrices in
the mode

i, and q

ij

is the transition rate from

mode

i to j. If the system is stochastically

stabilizable and the pairs

(A(i),

√

Q(i)) are

observable for all

i where

√

Q(i) = C(i)

such that

C(i)

0

C(i) = Q(i), then the solu-

tion

K(i, t) is finite for each i and

lim

T −t→∞

K(i, t) = ˆ

K(i)

where ˆ

K(i) is the set of solutions to the cou-

pled algebraic Riccati equations:

A(i)

0

ˆ

K(i) + ˆ

K(i)A(i) +

s

X

j=1

q

ij

ˆ

K(j)

+ Q(i) − ˆ

K(i)B(i)R(i)

−1

B(i)

0

ˆ

K(i) = 0

Coupled Riccati equations are also used in
N-person linear quadratic games.

In this

case

i = 1, 2, . . . , N is the number of the

player and the set of coupled differential ma-
trix equations has the following form:

˙

K(i, t) + A

0

K(i, t) + K(i, t)A + Q(i)

− K(i, t)

j=N

X

j=1

BR(j)

−1

B

0

K(j, t) = 0

for

i ∈ {1, 2, . . . , N}, t ∈ [0, T ] and termi-

nal condition

K(i, T ) = 0 where A, B are,

respectively, state and input matrices in the
state equation,

Q(i), R(i) are weighting state

and input matrices for the

i-th player, and its

solution defines the gain in a Nash equilib-
rium in the game.

coupled wave equations

a special case

of Maxwell’s equations describing the prop-
agation of two interacting electromagnetic
fields in a nonlinear material. For example,
in four wave mixing or optical phase conju-
gation, the probe and conjugate fields often
obey coupled wave equations.

coupler

(1) a passive, wavelength-

insensitive, fiber optic component that com-
bines all inputs and distributes them to the
outputs with a defined splitting ratio. The

most common types are termed fused taper
and dichroic.

(2) a device inserted into an optical fiber

communications link that is used to insert ad-
ditional optical energy or signals onto the link
and/or tap off some of the energy or signal
on the link to another optical fiber. A cou-
pler may also be used to combine power from
two or more input fibers into one output fiber
or to distribute the combined input power to a
number of output fibers. Couplers are made
in 1

×N, N×N, and N×M (input) ×(output)

configurations where

N and M are the num-

ber of fibers. The power combining and/or
splitting ratios can vary from 50%

/50% (a 3

dB coupler) in a symmetric 2

× 2 coupler to

> 99%/ < 1% in an asymmetric coupler.

coupling capacitor voltage transformer
(CCVT)

a potential transformer that uses

the impedance of a small capacitance to re-
duce the power line voltage to measureable
levels.

coupling factor

in a coupler, the ratio of

power in the coupled port to that applied at
the input port.

coupling efficiency

the efficiency to

which a signal can be coupled from one trans-
mission line or resonator to another.

coupling field

a region of interaction

where energy is transferred between systems.
The energy may be transferred between sys-
tems of a similar nature (i.e., electrical–
electrical) or between systems of a different
nature (i.e., electrical–mechanical).

coupling loss

measure of the power dis-

sipated as a result of coupling a signal from
one transmission line or resonator to another.

covariance

The expectation of the product

of two mean-removed random quantities:

C

fg

(t

1

, t

2

) = E

h

f (t

1

)g(t

2

)

T

i

− E[f (t

1

)]E[g(t

2

)

T

].

c

2000 by CRC Press LLC

See also

autocovariance

,

correlation

,

variance

.

covert channel

a mechanism by means of

which information can be communicated in-
directly despite design features that prevent
direct communication. Many covert chan-
nels utilize side effects of operations, such
as effects on timing or scheduling that can
be seen from programs or processes that are
not supposed to be direct destinations of any
communications from a sender that in fact
performs operations that emit signals by af-
fecting timing or scheduling within the sys-
tem.

COVQ

See

channel optimized vector

quantization

.

cow magnet

a long, pill-shaped alnico

magnet that is placed in the second stomach
of a cow to capture ferrous debris and prevent
it from passing through the digestive system.

CPA

acronym for compensated pulsed al-

ternator. See

compulsator

.

CPI

See

color preference index

or

cycles

per instruction

.

CPM laser

See

colliding-pulse-modelocked

laser

.

CPU

See

central processing unit

.

CPU time

the time that is required to com-

plete a sequence of instructions. It equals to
the (cycle time)

× (number of instructions)

× (cycles per instruction).

CR

See

cavity ratio

.

Cramer-Rao bound

a lower bound on

the estimation error covariance for unbiased
estimators. In particular, the estimation error
covariance

3

e

(x), which is a function of the

unknown quantity

x to be estimated, must

satisfy

3

e

(x) ≥ I (x), where I is the Fisher

information matrix. If an estimator achieves

the Cramer-Rao bound with equality for all

x,

it is efficient; if an efficient estimator exists,
it is the maximum likelihood estimator. See
also

bias

,

maximum likelihood estimation

.

crash

an incorrect operation of computer

software or hardware leading to temporary or
permanent loss of part of the data.

CRC

See

cyclic redundancy check

.

CRC character

a type of error detection

code commonly used on disk and tape storage
devices. Data stored on a device using CRC
has an additional character added to the end
of the data that makes it possible to detect
and correct some types of errors that occur
when reading the data back.

CRC-code

code that employs cyclic re-

dundancy checking. See

cyclic redundancy

check

.

CRCW

See

concurrent read and concur-

rent write

.

credit assignment problem

during neu-

ral network learning, the problem of deter-
mining how to apportion credit (blame) to
individual components for network behavior
that is appropriate (inappropriate) to the task
being learned.

crest factor

the ratio of the peak value of

a signal to its RMS value.

CREW

See

concurrent read and exclusive

write

.

CRF

See

contrast rendition factor

.

crisp set

in fuzzy logic and approximate

reasoning, this term applies to classical (non-
fuzzy Boolean) sets that have distinct and
sharply defined membership boundaries. See
also

fuzzy set

.

critical

refers to the state of a chain reac-

tion which is self-sustaining but which pro-

c

2000 by CRC Press LLC