Electrical Engineering Dictionary - part 83

group. Parameters such as device character-
istics, quiescent bias point, RF load line, sig-
nificant harmonic and/or mixing frequencies,
and amplitude and waveform of the applied
signal(s) should be included with the class
definition, thus defining the major contribu-
tors to the physical actions taking place in
one of these amplifiers.

harmonic analysis

the branch of math-

ematics dealing with the decomposition of
signal functions as a linear combination of
basis functions which represent “waves” of
various frequencies. When the basis func-
tions are sines and cosines each with a fre-
quency that is an integer multiple of the
signal’s frequency, we have trigonometric
harmonic analysis, in other words classical
Fourier analysis, which provides the ampli-
tudes and phases of the constituent sinusoids.
( See

Fourier transform

. ) With other basis

functions, for example wavelets, we have
non-trigonometric harmonic analysis ( See

wavelet

,

wavelet transform

). Abstract har-

monic analysis studies the generalization of
Fourier analysis to abstract spaces.

harmonic balance technique

one of sev-

eral techniques for analyzing nonlinear cir-
cuits. The nonlinear circuit is divided into
two portions of linear and nonlinear ele-
ments, and a portion of linear elements is cal-
culated in a frequency domain and a portion
of nonlinear elements is calculated in a time
domain, respectively. The calculated volt-
ages or currents at connecting nodes of these
portions are balanced by using Fourier trans-
forming or inverse Fourier transforming.

harmonic component

a Fourier compo-

nent of order greater than one of a periodic
waveform.

harmonic content

the internally gener-

ated, harmonically related spectral output
from a device or circuit. Harmonic energy
is that energy that is at exact multiples of
the fundamental frequency, generated by the

nonlinearities within the device or circuit act-
ing on the fundamental frequency.

harmonic converter

found in a mi-

crowave receiver, this component uses the
technique of harmonic mixing to convert the
RF signal to a lower IF frequency for fur-
ther processing. Harmonic converters can be
used as part of a vector network analyzer.

harmonic distortion

caused by the non-

linear transfer characteristics of a device or
circuit. When a sinusoidal signal of a single
frequency (the fundamental frequency) is ap-
plied at the input of a nonlinear circuit, the
output contains frequency components that
are integer multiples of the fundamental fre-
quency (harmonics). The resulting distortion
is called harmonic distortion.

harmonic frequency

integral multiples

of fundamental frequency. For example, for
a 60-Hz supply, the harmonic frequencies are
120, 180, 240, 300,

. . ..

harmonic generation

in nonlinear op-

tics, the process in which a laser beam in-
teracts with a material system to produce
new frequency components at integer multi-
ples of the frequency of the incident beam.
Under carefully controlled circumstances,
the lower-order harmonics (e.g., second and
third) can be generated with high (

> 50%) ef-

ficiency. Under different circumstances, har-
monics as high as the 30th can be generated.

harmonic load-pull measurement

a

measurement method where transfer char-
acteristics of a device at the fundamental
frequency can be measured by electrically
changing the load impedance at harmonic
frequencies.

harmonic orthogonal set

the set of func-

tions

e

jωt

.

It is called harmonic because

each basis function is a harmonic of a cer-
tain frequency and because the inner product
between any two functions is zero:

R

+∞

−∞

e

jω

1

t

e

jω

2

t

dt = 0, ω

1

6= ω

2

c

2000 by CRC Press LLC

R

+∞

−∞

e

jωt

1

e

jωt

2

dω = 0, t

1

6= t

2

.

harmonic tuning

the process of tuning an

amplifier circuit to a frequency that is an in-
tegral multiple of the fundamental frequency
at which the circuit would normally operate.

harmonically pumped mixer

mixer

where the intermediate frequency (IF) sig-
nal is at a frequency which is the sum or
difference of the RF and an integer multi-
ple (usually two) of the LO (local oscillator)
frequency.

Hartley oscillator

a particular case of LC-

oscillators when

X

1

+ X

2

+ 2X

m

is realized

as a single tapped coil, and

X

3

is a capacitor.

Well suited for variable-frequency operation
by varying a single capacitor.

Hartley oscillators are usually not used at

VHFs of higher frequencies. Similarly, the
circuit is avoided at very low audio frequen-
cies. It is important to distinguish the Hartley
oscillator from the Armstrong topology. In
the Armstrong oscillator, no ohmic connec-
tion exists between the two inductors. In-
stead, coupling is entirely magnetic.

Harvard architecture

a computer design

feature where there are two separate mem-
ory units: one for instructions and the other
for data only. The name originates from an
early computer development project at Har-
vard University in the late 1940s. Compare
with

Princeton architecture

.

hash table

a table storing a mapping func-

tion whose domain is sparsely used and that is
accessed by indices that are computed from
the search field (“key”) using a many–one
mapping (called a hash function). Hash ta-
bles are used for many memory and name
mapping functions, such as symbol tables in
assemblers and compilers.

hashed page table

a page table where

the translation of each virtual page number
is stored in a position determined by a hash
function applied to the virtual page number.

This technique is used to reduce the size of
page tables.

hashing

the act of translating a search key

into a table index using a many–one mapping.
See also

hash table

.

Hausdorff distance

an important distance

measure, used in fractal geometry, among
other places. Given a distance function

d

defined on a Euclidean space

E, one derives

from it the Hausdorff distance

H

d

on the fam-

ily of all compact (i.e., bounded and topo-
logically closed) subsets of

E; for any two

compact subsets

K, L of E, H

d

(K, L) is the

least

r ≥ 0 such that each one of K, L is con-

tained in the other’s dilation by a closed ball
of radius

r, that is:

K ⊆

[

p∈L

B

r

(p) and L ⊆

[

p∈K

B

r

(p),

where

B

r

(p) = {q ∈ E | d(p, q) ≤ r}.

Hayes-compatible modem

refers to a

modem when it is capable of responding at
the commands of modems made by Hayes
Microcomputer Products. The Hayes set of
commands represents a sort of standard for
modems.

haystack response

bandpass frequency

response characterized by flat midband re-
sponse with sloping sides.

hazard

a momentary output error that oc-

curs in a logic circuit because of input signal
propagation along different delay paths in the
circuit.

hazardous location

a classification sys-

tem used to define locations that are suscep-
tible to fire and explosion hazards associated
with normal electrical arcing. A class I haz-
ardous location contains a flammable con-
centration of flammable vapors. A class II
hazardous location contains a combustible

c

2000 by CRC Press LLC

concentration of combustible dusts. A class
III hazardous location contains an ignitable
concentration of ignitable fibers.

hazardous outage

an outage which has

been assessed to have potential life threat-
ening consequences. The criteria for a haz-
ardous outage varies considerably from one
utility to another. In some cases arcing lines
is sufficient for a hazardous outage. Other
utilities would consider at least fire or explo-
sion to qualify an outage as hazardous.

haze tails

when self-converging deflec-

tion yokes are used on a CRT, overfocusing
occurs on the vertical center line of the beam
spot. Around the periphery of the screen, this
produces a hazy area above and below the
spot, referred to as haze tails. This degrades
picture contrast.

HBMT

See

hybrid bipolar MOS thyristor

.

HBT

See

heterojunction bipolar transistor

.

HDA

See

head disk assembly

.

HDSL

See

high-speed digital subscriber

line

.

HDTV

See

high definition television

.

head

an electromagnet that produces

switchable magnetic fields to read and record
bit streams on a platter’s track.

head disk assembly (HDA)

collection of

platters, heads, arms, and acutators, plus the
air-tight enclosing of a magnetic disk system.

head-medium gap

the distance between

the read–write head and the disk in magnetic
or optical disk memory devices.

header

(1) a data structure containing con-

trol information that is placed at the head
of a datagram; when placed at the end of a

datagram this is referred to as a trailer. Ad-
dressing information and checksum are ex-
amples of the control information contained
in a header.

(2) a section of an image file, usually of

fixed size and occurring at the start of the file,
that contains information about the image,
such as the number of rows and columns and
the size of each pixel.

heap

data storage structure that accepts

items of various sizes and is not ordered.
Contrast with stack.

heat sink

aluminum mountings of vari-

ous shapes and sizes used for cooling power
semiconductor devices. Heat sinks can be
cooled by either natural convection or a fan,
and heat dissipation can be improved by a
coating of black oxide or if the heat sink is
made with fins.

heater

See

overload heater

.

Heaviside characteristic

an activation

function according to which the neuron out-
put takes on the value unity when its weighted
input exceeds (or equals) the neural threshold
value and zero otherwise.

Heaviside, Oliver

(1850–1925) Born:

London, England

Heaviside is best known for his theoret-

ical work in electrical engineering. Much
of his work is contained in his three-volume
work called Electromagnetic Theory. The fi-
nal volume was published in 1912. Heaviside
extended and improved the works of Hamil-
ton and Maxwell and deduced the concepts
of capacitance, impedance, and inductance.
Heaviside was self-taught and irascible. At
first, much of his work was dismissed as un-
orthodox or too theoretical to be of practical
value. Heaviside is best known in physics for
his correct prediction of the existence of the
ionosphere.

c

2000 by CRC Press LLC

heavy water

water in which a heavy iso-

tope of hydrogen substitutes for the hydrogen
atoms.

Hebb’s principle

to update the weights of

the simple feedforward neural network (e.g.,
perceptron) a very simple idea, called Hebb’s
principle, can be used. The principle states
the following: Apply a given pattern to the
inputs and clamp the outputs to the desired
response, then increase the weights between
nodes that are simultaneously excited. This
principle was formulated by Hebb in 1949, in
an attempt to model neural networks. Math-
ematically it can be expressed as follows:

w

ij

(t + 1) = w

ij

+ γ u

i

(t)



y

0

j

(t) − y

j

(t)



where

y

0

j

is the desired response and

y

j

is

the response of the network. By regarding
the weights as parameters, one may treat the
above formula as a gradient method for pa-
rameters estimation.

Hebbian algorithm

in general, a method

of updating the synaptic weight of a neuron
w

i

using the product of the value of the

ith

input neuron,

x

i

, with the output value of the

neuron

y. A simple example is:

w

i

(n + 1) = w

i

(n) + αy(n)x

i

(n)

where

n represents the nth iteration and α is

a learning-rate parameter.

Hebbian learning

a method of modifying

synaptic weights such that the strength of a
synapic weight is increased if both the presy-
naptic neuron and postsynapic neuron are ac-
tive simultaneously (synchronously) and de-
creased if the activity is asynchronous. In ar-
tificial neural networks, the synaptic weight
is modified by a function of the correlation
between the two activities.

hedge

a special linguistic term by which

other linguistic terms are modified. Exam-
ples are very, fairly, more or less, and quite.

height defuzzification

See

centroid

defuzzification

.

heirarchical coding

coding where im-

age data are encoded to take care of different
resolutions and scales of the image. Addi-
tional data is transmitted from the coder to
refine the image search. See also

progressive

transmission

.

heirarchical interpolation

a technique

of forming image pyramids. In this method,
pixels are interpolated to higher levels in the
hierarchy. Thus, only the interpolated pixels
need a residual in order to be reconstructed
exactly, since the subsampled pixels are al-
ready correct.

helical antenna

a wire antenna that is he-

lical in shape. Typically, the helical antenna
is fed by a coaxial cable, the outer conduc-
tor of which is connected to a ground plane
and the inner conductor of which protrudes
through the ground plane and is shaped in the
form of a helix. Since a helical antenna emits
an elliptically polarized wave when operat-
ing in axial mode, it is often used in satellite
communication applications.

helical beam tube

a backward wave am-

plifier based on interaction between a for-
ward helical electron beam launched into
a waveguide and backward traveling mi-
crowave in the waveguide.

helical scan tape

a magnetic tape in which

recording is carried out on a diagonal to the
tape, by a head that spins faster than the tape
movement. Popular for VCRs, camcorders,
etc., as it improves recording density and tape
speed.

helium neon laser

neon laser in which ex-

citation of the neon atoms occurs primarily
by collisions with electron-impact-excited
helium atoms; the first gas laser, and espe-
cially important for its CW visible oscillation
lines.

Helmholtz coils

a pair of coaxial coils of

the same diameter that are spaced one radius
apart. They are used to generate a field of

c

2000 by CRC Press LLC