Electrical Engineering Dictionary - part 69

 

  Index      Production     Electrical Engineering Dictionary

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  67  68  69  70   ..

 

 

Electrical Engineering Dictionary - part 69

 

 

field-effect transistor (FET)

a majority-

carrier device that behaves like a bipolar tran-
sistor with the important difference that the
gate has a very high input impedance and
therefore draws no current.

An active device with three terminals —

gate, source, and drain — in the active (am-
plifier) mode of operation, the drain current is
related to the gate-source voltage. The rela-
tionship is usually approximated by a square
law, but there are significant deviations from
the square law depending on factors such as
device geometry. The FET can also be used
as a switch, with the gate-source voltage con-
trolling the “on/off” state of the conducting
channel between source and drain terminals.
The input resistance at the gate is extremely
high (usually of order tens of megaohms) and
the gate current is negligibly small (usually
of order picoamperes or less).

There are various families of FETs, in-

cluding MOSFETs and JFETs. Within each
family, there are two types of FET, n-channel
and p-channel (named for the sign of the ma-
jority carriers that form the current conduct-
ing path between source and drain).

Some FETs also have a fourth terminal,

the “substrate” or “body” terminal. The p-
n junctions between the substrate and the
drain and source terminals should be reverse-
biased to insure proper device operation.

field-oriented control

speed control of

an induction motor obtained by varying the
magnitude and orientation of the airgap mag-
netic field. This is also referred to as vector
control and requires sensing of the rotor po-
sition. Vector controllers allow the induction
motor to operate very much like a DC mo-
tor, including development of rated torque at
zero speed.

field-programmable gate array (FPGA)
(1) a programmable logic device that consists
of a matrix of programmable cells embedded
in a programmable routing mesh. The com-
bined programming of the cell functions and
routing network define the function of the de-
vice.

(2) a gate array with a programmable

multi-level logic network.

Reprogramma-

bility of FPGAs make them generic hard-
ware and allow them to be reprogrammed to
serve many different applications. FPGAs
consist of SRAMS, gates, latches, and pro-
grammable interconnects.

FIFO

See

first-in-first-out

.

FIFO memory

commonly known as a

queue. It is a structure where objects are
taken out of the structure in the order they
were put in. Compare this with a LIFO mem-
ory or stack. A FIFO is useful for buffering
data in an asynchronous transmission where
the sender and receiver are not synchronized:
the sender places data objects in the FIFO
memory, while the receiver collects the ob-
jects from it.

figure of merit

performance evaluation

measure for the various target and equipment
parameters of a sonar system. It is a subset of
the broader sonar performance given by the
sonar equations, which includes reverbera-
tion effects.

file format

the structure of the computer

file in which an image is stored. Often the
format consists of a fixed-size header fol-
lowed by the pixel values written from the
top to the bottom row and within a row
from the left to the right column. However,
it is also common to compress the image.
See also

Graphics Interchange Format

,

header

,

image compression

,

tagged image file format

(TIFF)

.

Filippov method

a definition of a solution

to a system of first-order differential equa-
tions with discontinuous right-hand side,

˙f(t, x) ,

proposed by A. F. Filippov. A vector func-
tion x

(t) defined on the interval [t

1

, t

2

] is

a solution to the above system of differen-
tial equations in the sense of Filippov, if it
is absolutely continuous and for almost all

c

2000 by CRC Press LLC

∈ [t

1

, t

2

],

˙x(t) ∈ F(t, x) ,

where F

(t, xis an appropriately constructed

convex set. See also

differential inclusion

.

fill-in

when solving a set of sparse lin-

ear equations using Gaussian elimination, it
is possible for a zero location to become
nonzero. This new nonzero is termed a fill-in.

FILO

See

first-in-last-out

.

filter

(1) a network, usually composed

of inductors and capacitors (for lumped cir-
cuit), or transmission lines of varying length
and characteristic impedance (for distributed
circuit), that passes AC signals over a cer-
tain frequency range while blocking signals
at other frequencies. A bandpass filter passes
signals over a specified range (flow to fhi),
and rejects frequencies outside this range.
For example, for a DBS receiver that is to re-
ceive satellite transmitted microwave signals
in a frequency range of 11 GHz to 12 GHz,
a band-pass filter (BPF) would allow sig-
nals in this frequency range to pass through
with minimum signal loss, while blocking all
other frequencies. A low-pass filter (LPF)
would allow signals to pass with minimum
signal loss as long as their frequency was
less than a certain “cutoff frequency” above
which significant signal blocking occurs.

(2) an operator that transforms image in-

tensity

Iof pixel into a different intensity

ˆIx, depending on the values of a set of (usu-

ally neighboring) pixels (which may or may
not include x). Filtering is performed to en-
hance significant features of an image or to
remove nonsignificant ones or noise.

filter bank

a set of filters consisting of a

bank of analysis filters and a bank of syn-
thesis filters.

The analysis filters decom-

pose input signal spectra into a number of
directly adjacent frequency bands for further
processing, and the synthesis filters recom-
bine the signal spectra from different fre-
quency bands.

filtered backprojection

an algorithm for

image reconstruction from projections. In
the filtering part of the algorithm, the pro-
jections are measured, their Fourier trans-
forms computed, and the transforms are
multiplied (filtered) by a weighting func-
tion.

In the backprojection part, the in-

verse Fourier transforms of the weighted
projections are computed and summed to
yield the reconstructed image. Filtered back-
projection is the reconstruction algorithm
currently used by almost all commercial
computed tomography scanners. See also

Fourier transform

,

image reconstruction

,

projection

,

Radon transform

,

reconstruction

,

tomography

.

filtering

(1) an estimation procedure in

which the present value of the state vector
(see the definition) is estimated based on the
data available up to the present time.

(2) the process of eliminating object, sig-

nal or image components which do not match
up to some pre-specified criterion, as in the
case of removing specific types of noise from
signals. More generally, the application of an
operator (typically a linear convolution) to a
signal.

fin efficiency

a thermal characteristic of an

extended surface that relates the heat transfer
ability of the additional area to that of the
base area.

final test

electrical test performed after

assembly to separate “good” devices from
“bad.”

finesse

measure of the quality of a Fabry-

Perot interferometer; free spectral range di-
vided by linewidth (full width at half maxi-
mum).

finger stick

an insulated stick like a hot-

stick used to actuate a disconnect-switch atop
a pole.

finite difference method

a numerical

technique for solving a differential equation

c

2000 by CRC Press LLC

wherein the differential equation is replaced
by a finite difference equation that relates the
value of the solution at a point to the values
at neighboring points.

finite difference time domain (FDTD)

a

numerical technique for the solution of elec-
tromagnetic wave problems that involves the
mapping of the Maxwell equations onto a fi-
nite difference mesh and then following the
time evolution of an initial value problem.
This technique is widely used to investigate
the performance of a complex RF structures.

finite differences

a method used to nu-

merically solve partial differential equations
by replacing the derivatives with finite incre-
ments.

finite element

a numerical technique for

the solution of boundary value problems that
involves the replacement of the set of differ-
ential equations describing the problem un-
der consideration with a corresponding set
of integral equations. The area or volume of
the problem is then subdivided with simple
shapes such as triangles and an approxima-
tion to the desired solution with free parame-
ters is written for each subregion and the re-
sulting set of equations is minimized to find
the final solution. This approach is useful
for solving a variety of problems on complex
geometries.

finite field

a finite set of elements and two

operations, usually addition and multiplica-
tion, that satisfy a number of specific alge-
braic properties. In honor of the pioneering
work by Evariste Galois, finite fields are of-
ten called Galois fields and denoted

GF (q),

where

is the number of elements in the field.

Finite fields exist for all

which are prime

or the power of a prime.

finite impulse response (FIR) filter

any

filter having an impulse response that is
nonzero for only a finite period of time (there-
fore having a frequency response consisting
only of zeros, no poles). For example, every

moving average process can be written as the
output of a FIR filter driven by white noise.
See also

impulse function

,

moving

average

,

infinite impulse response (IIR) filter

.

See

recursive filter

.

finite state machine (FSM)

a mathemat-

ical model that is defined in discrete time and
has a finite number of possible states it can
reside in. At each time instance, an input,
x, is accepted and an output, y, and a transi-
tion from the current state,

S

c

, to a new state,

S

n

, are generated based on separate functions

of the input and the current state. A finite
state machine can be uniquely defined by a
set of possible states,

S, an output function,

f (x, S

c

), and a transition function, S

n

=

g(x, S

c

). An FSM describes many different

concepts in communications such as convo-
lutional coding/decoding, CPM modulation,
ISI channels, CDMA transmission, shift-
register sequence generation, data transmis-
sion and computer protocols. Also known as
finite state automata (FSA), state machine.

finite state VQ (FSVQ)

a vector quan-

tizer with memory. FSVQ form a subset of
the general class of recursive vector quanti-
zation. The next state is determined by the
current state

S

n

together with the previous

channel symbol

u

n

by some mapping func-

tion.

S

n+1

f (u

n

, S

n

) , n = 01, . . .

This also obeys the minimum distortion prop-
erty

α(x, s) =

−1

min

d(x, β(u, s))

with a finite state S

= [α

1

, α

2

, . . . , α

k

such

that the state

S

n

can only take on values in S.

The states can be called by names in gener-
ality.

finite wordlength effect

any perturbation

of a digital filter output due to the use of fi-
nite precision arithmetic in implementing the

c

2000 by CRC Press LLC

filter calculations. Also called quantization
effects.

finite-extent sequence

the discrete-time

signals with finite duration. The finite-extent
sequence

{x(n)} is zero for all values of n

outside a finite interval.

FIR

See

far-infrared

,

finite impulse

response filter

.

firing angle

time in electrical degrees

from the instant the valve voltage is positive
to the application of firing pulse to the valve
(start of conduction). Also called delay an-
gle.

firm power

an amount of electric power

intended to be available at all times to a com-
mercial customer, regardless of system con-
ditions.

firm real-time

See

firm real-time system

.

firm real-time system

a real-time system

that can fail to meet one or more deadlines
without system failure. Compare with

soft

real-time

,

hard real-time

.

firmware

software that cannot be modi-

fied by the end user.

first difference

for a sequence

{x(n)} the

sequence obtained by simply subtracting its
(n − 1)th element from its nth element, i.e.,

y(n) x(n) − x(n − 1)

first order hold (FOH)

for a signal

f (k),

the sequence of straight lines connecting the
sample points of

f (k). It interpolates the

values between two adjacent samples

f (k)

and

f (k + 1using a linear approximation

given by

x(t) x(kT

s

+

− kT

s

T

s

(x((k + 1)T

s

− x(kT

s

)).

first order system

the system that can

be described by a linear first-order difference
equation. The output of the first-order system
y(n) is equal to a linear combination of the
past output value

y(n−1and the input value

x(n), i.e.,

y(n) αx(n) βy(n − 1).

first-fit memory allocation

a memory

allocation algorithm used for variable-size
units (e.g., segments). The “hole” selected is
the first one that will fit the unit to be loaded.
This hole is then broken up into two pieces:
one for the process and one for the unused
memory, except in the unlikely case of an
exact fit, there is no unused memory.

first-in-first-out (FIFO)

a queuing dis-

cipline whereby the entries in a queue are
removed in the same order as that in which
they joined the queue.

first-in-last-out (FILO)

a queuing rule

whereby the first entries are removed in the
opposite order as that in which they joined
the queue. This is typical of Stack structures
and equivalent to last-in-first-out (LIFO).

first-swing stability

criterion to deter-

mine transient stability by use of the swing
equation.

The rotor angle immediately

following a severe disturbance usually in-
creases. The criterion states that if the ro-
tor angle swings back and decreases a short
time after the disturbance, then the system is
first-swing stable.

Fisher information

a quantitative mea-

surement of the ability to estimate a specific
set of parameters. The Fisher information
J (θ) is defined by

J (θ) E

θ



∂ ln f

θ

(y)

∂θ



2

= − E

θ



2

ln

f

θ

(y)

2

θ



c

2000 by CRC Press LLC

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  67  68  69  70   ..