Electrical Engineering Dictionary - part 53

lite receiving antennas and down-converter
receivers.

F (dB) = 10 log

10

(SNR

in

/SNR

out

)

direct burial

(1) the practice of burying a

specially-armored power or communications
cable in a ditch without the use of a surround-
ing conduit.

(2) a term applied to any cable which is

meant for direct burial.

direct control

bottom, first, control layer

of a multilayer controller, directly responsi-
ble for adjusting the manipulated inputs to the
controlled process; typical example of direct
control is the regulation layer of an industrial
control system, where the manipulated inputs
are used to make the controlled variables fol-
low the desired set point values.

direct control layer

See

direct control

.

direct converter

a frequency converter

that converts an RF signal to a baseband sig-
nal directly in receivers. It converts a base-
band signal to an RF signal directly in trans-
mitters.

direct current machine

a DC machine

is an electromechanical dynamo that either
converts direct current electrical power into
mechanical power (DC motor), or converts
mechanical power into direct current electri-
cal power (DC generator). Some DC ma-
chines are designed to perform either of these
functions, depending on the energy source to
the dynamo.

direct current motor

a rotation machine

energized by DC electrical energy and used
to convert electrical energy to mechanical en-
ergy.

direct digital synthesizer

an oscillator

that generates sinusoidal wave by digital cal-
culation and digital to analog conversion. It
can generate an arbitrary frequency signal in
a fine channel step.

direct drive

a drive in which no gear re-

ducer is used.

direct drive robot

a mechanical arm

where all or part of the active arm joints are
actuated with the direct drive. Due to the fact
that many actuators are best suited to rela-
tively high speeds and low torques, a speed
reduction system is required. Gears are the
most common elements used for reduction.
A robot with a gear mechanism is called a
geared robot. Gears are located at different
joints; therefore, usually geared robots have
a transmission system, which is needed to
transfer the motion from the actuator to the
joint.

direct dynamics

the direct dynamics

problem consists of determining the joint
generalized accelerations

¨q(t) assuming that

joint generalized forces

τ(k), joint positions

q(t), and joint velocities ˙q(t) are known. So-
lution of the direct dynamics leads to the dy-
namic simulation which is defined as follows:
for a given set of joint generalized forces and
initial values of the joint positions and veloci-
ties integrate the equations of motion in order
to find a set of joint accelerations, velocities,
and positions. The dynamics simulation is
very useful for manipulator simulation.

direct fuzzy control

the use of fuzzy con-

trol directly in the inner control loop of a
feedback control system.

direct kinematics

direct kinematics (or

forward kinematics) for an arbitrary manip-
ulator and given the joint variables vector
q(t) = [q

1

(t), q

2

(t), . . . , q

n

(t)]

T

and the ge-

ometric link parameters finds the position and
orientation of the end-effector of the manip-
ulator with respect to a reference coordinate
frame. The direct kinematics problem can
be solved by successive multiplication of the
D-H transformation matrices from the base
of the manipulator towards its end-effector.
More precisely the kinematics can be repre-
sented mathematically as a continuous map
assigning to every joint position (configu-

c

2000 by CRC Press LLC

ration of the manipulator) a corresponding
position and orientation of the end-effector.
k : Q → E where Q and E are called, re-
spectively, the inertial (joint) space and the
external space of the manipulator. Suppose
that a manipulator has

r-revolute and (n − r)

prismatic joints. Then the internal space is
defined as

Q = T

r

×R

n−r

, where

T

r

denotes

the

r dimensional torus, and R

n−r

(n−r) di-

mensional space of real numbers.

direct mapped

See

direct mapped cache

.

direct mapped cache

a cache where each

main memory (MM) block is mapped di-
rectly to a specific cache block. Since the
cache is much smaller than the MM, several
MM blocks map to the same cache block.

If, for example, the cache can hold 128

blocks, MM block

k will map onto cache

block

k modulo 128. Because several MM

blocks map onto the same cache block, con-
tention may arise for that position. This is
resolved by allowing the new block to over-
write the old one, making the replacement
algorithm very trivial in this case.

In its implementation, a high-speed ran-

dom access memory is used in which each
cache line and the most significant bits of its
main memory address (the tag) are held to-
gether in the cache at a location given by the
least significant bits of the memory address
(the index). After the cache line is selected by
its index, the tag is compared with the most
significant bits of the required memory ad-
dress to find whether the line is the required
line and to access the line.

direct memory access (DMA)

used in

a computer system when transferring blocks
of information between I/O devices (e.g.,
disk memory) to/from the main memory
with minimal intervention from the CPU. A
“DMA controller” is used and can, after initi-
ation by the CPU, take control of the address,
control, and data busses. The CPU initiates
the DMA controller with parameters such as
the start address of the block in main mem-
ory, number of bytes to be transferred, and

the type of transfer requested (read or write).
The transfer is then completely handled by
the DMA controller, and the CPU is typically
notified by an interrupt when the transfer ser-
vice is completed. While the DMA transfer
is in progress, the CPU can continue execut-
ing the program doing other things. How-
ever, as this may cause access conflicts of the
busses between the CPU and the DMA con-
troller, a “memory bus controller” handles
prioritized bus requests from these units. The
highest priority is given to the DMA trans-
fer, since this normally involves synchronous
data transfer that cannot wait (e.g., a disk or
tape drive). Since the CPU normally origi-
nates the majority of memory access cycles,
the DMA control is considered as “stealing”
bus cycles from the CPU. For this reason, this
technique is normally referred to as “cycle
stealing.”

direct method

Lyapunov’s second method

of investigating the stability of dynamical
systems.

The method is called a direct

method because no knowledge of the solu-
tion of the differential equations modeling a
dynamical system is required when investi-
gating the stability of an equilibrium solution.
See also

equilibrium solution

and

stability

.

direct method coordination

coordina-

tion by the direct method amounts to iterating
the coordination variables (direct coordina-
tion instruments) defined as the interaction
inputs and outputs and, if needed, any other
variables that, when fixed, provide for inde-
pendence of the local decision problems. The
results of these problems are used by the co-
ordinator to check whether its objectives are
satisfied — if not, then the direct coordinat-
ing instruments are changed (iterated), etc.

direct modulation

modulation of the op-

tical intensity output from a semiconductor
diode laser by direct modulation of the bias
current.

direct scattering theory

predicts the dis-

tribution of scattered intensity from knowl-

c

2000 by CRC Press LLC

edge of the structure of the inhomogeneous
medium.

direct semiconductor

a semiconductor

whose band gaps are between electronic
states with the same momentum, thus allow-
ing optical transitions to occur between them.

direct sequence

refers to a technique for

digital spread spectrum modulation.

The

data symbol is modulated by a higher-rate
pseudo-random sequence. The resulting sig-
nal is thus at a higher rate, or equivalently,
occupies a larger bandwidth. This is denoted
direct sequence spreading.

direct stroke

(1) a lightning strike which

terminates on a piece of equipment

(2) an approach to the design of over-

head electric transmission lines which as-
sumes that only direct strokes to the line will
be disruptive to a power system.

direct write lithography

a lithography

method whereby the pattern is written di-
rectly on the wafer without the use of a mask.

direct-access storage

storage in which

an item can be accessed without having to
first access all other items that precede it in
the storage; however, sequential access may
be required to a few preceding systems. An
example is a disk, in which blocks may be
accessed independently, but access to a lo-
cation within a block is preceded by access
to earlier locations in the block. See also

sequential-access storage

.

direct-axis subtransient open-circuit time
constant

a constant that characterizes the

initial decay of transients in the d-axis vari-
ables of the synchronous machine with the
stator windings open-circuited. The interval
characterized is that immediately following
a disturbance, during which the effects of all
amortisseur windings are considered. A de-
tailed (derived) closed-form expression for
the subtransient open-circuit time constant of
a machine with a single d-axis amortisseur

windings is obtained by taking the reciprocal
of the smallest root of the denominator of the
d-axis operational impedance. An approxi-
mate (standard) value is often used, in which
it is assumed the field winding resistance is
very small and the detailed expression sim-
plified.

direct-axis subtransient reactance

the

high-frequency asymptote of the d-axis op-
erational impedance of a synchronous ma-
chine. This value characterizes the equiva-
lent reactance of the d axis of the machine
during the initial time following a system
disturbance. In models in which the rotor
windings are represented as lumped parame-
ter circuits, the d-axis subtransient reactance
is expressed in closed form as the sum of the
stator winding leakage reactance, and the par-
allel combination of the d-axis magnetizing
reactance and the d-axis rotor leakage reac-
tances.

direct-axis subtransient short-circuit time
constant

a constant that characterizes the

initial decay of transients in the d-axis vari-
ables of the synchronous machine with the
stator windings short-circuited. The inter-
val characterized is that immediately follow-
ing a disturbance, during which the effects
of amortisseur windings are considered. A
detailed (derived) closed-form expression for
the subtransient short-circuit time constant of
a machine with a single d-axis amortisseur
winding is obtained by taking the reciprocal
of the largest root of the numerator of the d-
axis operational impedance. An approximate
(standard) value is often used, in which it is
assumed the field winding resistance is small
and the detailed expression simplified.

direct-axis transient open-circuit time
constant

a constant that characterizes the

decay of transients in the d-axis variables
of the synchronous machine with the stator
windings open-circuited. The interval char-
acterized is that following the subtransient in-
terval, but prior to steady-state, during which
the effects of the amortisseur windings are

c

2000 by CRC Press LLC

small (possibly negligible). A detailed (de-
rived) closed-form expression for the tran-
sient open-circuit time constant of a machine
with a single d-axis amortisseur winding is
obtained by taking the reciprocal of the small-
est root of the denominator of the d-axis op-
erational impedance. An approximate (stan-
dard) value is often used, in which it is as-
sumed the amortisseur winding resistance is
infinite and the detailed expression simpli-
fied.

direct-axis transient short-circuit time
constant

a constant that characterizes the

decay of transients in the d-axis variables
of the synchronous machine with the sta-
tor windings short-circuited.

The interval

characterized is that following the subtran-
sient interval, but prior to steady-state, in
which the effects of the amortisseur wind-
ings are small (possibly negligible). A de-
tailed (derived) closed-form expression for
the short-circuit transient time constant is ob-
tained by taking the reciprocal of the small-
est root of the numerator of the d-axis op-
erational impedance. An approximate (stan-
dard) value is often used, in which it is as-
sumed the amortisseur winding resistance is
infinite and the detailed expression simpli-
fied.

direction cosine similarity

between two

variables

x = (x

0

, ..., x

n

) and y = (y

0

, ...,

y

n

), it is defined as

cos

θ =

(x, y)

k x k k y k

where

(x, y) is the inner product of x and y

and

k x k is the Euclidean norm of x.

direction line

a curve to which the given

field is tangential at every point on the curve.
Also called stream line or flux line.

direction of arrival

See

angle of arrival

.

directional coupler

a passive, 3 or 4 port

device used to sample a portion of the forward
(incident) signal or the reverse (reflected) sig-

nal, or both (dual directional coupler) in an
RF, microwave, or mmW circuit. Directional
couplers are usually described in terms of
coupling factor and directivity. The coupling
factor describes what fraction of the incident
(or reflected) power appears at the desired
coupled port. Directivity describes the frac-
tion of power coupled to the same port due to
reverse power in the main arm of the coupler.

directional overcurrent relay

an over-

current relay that operates only for overcur-
rents flowing in the tripping direction. Di-
rection sensing is typically done with respect
to a voltage or current signal, which is not
affected by fault location.

directional power relay

a protective re-

lay that operates for power flow in a given
direction. Applications are in cases where
normal power flow is in one direction, includ-
ing anti-motoring protection on a turbine-
generator and fault backfeed protection on
parallel step-down transformers.

directivity

the maximum ratio of an an-

tenna’s ability to focus or receive power in
a given direction relative to a standard; the
standard is usually an isotropic radiator or a
dipole. Only depends on the radiation pattern
shape and does not include the efficiency of
the antenna.

directory

a table used in the directory

method to maintain cache coherence in mul-
tiprocessors. Contains entries identifying the
caches that hold copies of memory locations.

directory look-aside table (DLT)

See

translation lookaside buffer

.

Dirichlet conditions

a set of conditions

guaranteeing that a signal

x(t) will be equal

to the

N-term Fourier approximation of x(t)

as

N → ∞ except at isolated values of t for

which

x(t) is discontinuous. The conditions

are that

(1) the signal

x(t) must be absolutely in-

tegrable,

c

2000 by CRC Press LLC