Electrical Engineering Dictionary - part 142

to the proper geometry for use in a power
vacuum tube.

pyrosensitive smart material

material

that self-adaptively (smartly) manages the
electromagnetic surface characteristics of
active surfaces constituted by pyrosensi-
tive inclusions, in response to an external

temperature-inducing stimulus applied per
the feedback information on electromagnetic
characteristics.

PZT

generic name for piezoelectric mate-

rials of the lead (Pb) zirconate titanate family.

c

2000 by CRC Press LLC

Q

q

unit of electric charge.

q = 1.602 ×

10

−19

coulombs.

Q

See

quality factor

.

q axis

See

quadrature axis

.

Q

L

common symbol loaded quality factor.

Q

L

is dimensionless.

Q

U

common signal for unloaded quality

factor. Q

U

is dimensionless. See also

quality

factor

.

Q-factor

a figure of merit that represents

the ratio of stored to dissipated energy per
cycle.

Q-switching

rapid increase in the qual-

ity of a laser cavity from below threshold to
above threshold for the purpose of obtaining
a large output optical pulse; also called loss-
switching.

QAM

See

quadrature

amplitude

modulation

.

QOS

See

quality of service

.

quad tree

a tree data structure used to rep-

resent an image, where each node is a square
subset of the image domain. The root repre-
sents the whole image domain, which is sub-
sequently subdivided in square subsets until
all pixels in each node have the same value,
i.e., until all nodes become “pure.”

quadratic detector

a detector that makes

use of the second-order statistical structure
(e.g., the spectral characteristics) of measure-
ments. The optimum structure for detecting

a zero-mean Gaussian signal in the presence
of additive Gaussian noise is of this form.

quadratic gain profile

gain that varies

quadratically with distance away from the
axis of an optical medium.

quadratic index profile

index of refrac-

tion that varies quadratically with distance
away from the axis of an optical medium.

quadratic measure of sensitivity

when

the multiparameter sensitivity row vector is
known and the components

x

i

have tolerance

constants



i

(these are considered to be pos-

itive numbers), i.e.,

x

i0

(1 − 

i

) ≤ x

i

≤ x

i0

(1 + 

i

)

then the quadratic measure of sensitivity is
defined as

M

Q

=

Z

ω

2

ω

1

[

n

X

i=1

(Re

S

F (jω,x)

x

i

)

2



2

i

]

dω

quadratic media

propagation media in

which the gain and/or index of refraction vary
quadratically with distance away from the
axis.

quadratic phase coupling

a measure of

the degree to which specific frequencies in-
teract to produce a third frequency.

quadratic stabilizability

a property of a

dynamical (possibly uncertain) system that
could be stabilized using state feedback de-
signed via a quadratic Lyapunov function. If
the system is linear, then it is usually required
that it could be quadratically stabilizable via
linear feedback. It means that there exists
such a linear in state

x feedback control law

and a positive definite matrix

P that the re-

sulting closed-loop system has the property
that the derivative of the Lyapunov function
V (x) = x

0

P x is negative definite for all pos-

sible uncertainties. The suitable matrix

P

may be found, for example, by solving a re-
spective game type Riccati equation or para-
metrically scaled linear matrix inequalities.

c

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quadrature

a condition where there is a

90 degree separation between items. That is,
they are at right angles to one another.

quadrature amplitude modulation (QAM)

a modulation technique in which the incom-

ing symbols are split into two substreams,
which are modulated in quadrature. In the
conventional implementation, the “in-phase”
symbols are modulated by cos 2

πf

c

t, and

the “quadrature” symbols are modulated by
sin 2

πf

c

t, so that the transmitted phases as-

sociated with the two substreams differ by
π/2.

quadrature axis (q axis)

an axis placed

90 degrees ahead of the direct axis of a syn-
chronous machine. See

direct axis

.

quadrature axis magnetizing armature re-
actance

a reactance that represents all the

inductive effects of the q-axis stator current
of a synchronous machine, except for that
due to the stator winding leakage reactance.
In Park’s q-axis equivalent circuit of the syn-
chronous machine, this reactance is the only
element through which both the stator and
rotor currents flow. Its value may be deter-
mined by subtracting the stator winding leak-
age reactance from the steady-state value of
the q-axis operational impedance or from the
geometric and material data of the machine,
using expressions described in.

quadrature axis magnetizing reactance
See

quadrature axis magnetizing armature

reactance

.

quadrature axis subtransient open circuit
time constant

a constant that character-

izes the initial decay of transients in the q-
axis variables of the synchronous machine
with the stator windings open-circuited. The
interval characterized is that immediately fol-
lowing a disturbance during which the effects
of all amortisseur windings are considered.
A detailed (derived) closed-form expression
for the subtransient open-circuit time con-
stant of a machine with two q-axis amortis-

seur windings is obtained by taking the recip-
rocal of the smallest root of the denominator
of the q-axis operational impedance. An ap-
proximate (standard) value is often used, in
which it is assumed one amortisseur winding
resistance is very small relative to the other
and the detailed expression simplified. Ex-
pressions for the q-axis subtransient open-
circuit time constant of a machine with two
q-axis amortisseur windings are derived in.

quadrature axis subtransient reactance
the high-frequency asymptote of the q-axis
operational impedance of a synchronous ma-
chine. The reactance characterizes the equiv-
alent reactance of the q-axis windings of the
machine during the initial time following a
system disturbance. In models in which the
rotor windings are represented as lumped pa-
rameter circuits, the q-axis subtransient reac-
tance is expressed in closed form as the sum
of the stator winding leakage reactance, and
the parallel combination of the q-axis mag-
netizing reactance and the q-axis rotor amor-
tisseur leakage reactances.

quadrature axis synchronous reactance
the sum of the stator winding leakage reac-
tance and the q-axis magnetizing (armature)
reactance of a synchronous machine. This re-
actance represents the balanced steady-state
value of the q-axis operational impedance of
the synchronous machine.

quadrature axis transient reactance

a

value that characterizes the equivalent re-
actance of the q-axis windings of the syn-
chronous machine between the initial time
following a system disturbance (subtransient
interval) and the steady state. This reactance
cannot be directly mathematically related to
the q-axis operational impedance. However,
in models in which the q-axis contains two
amortisseur windings and the rotor windings
are represented as lumped parameter circuits,
the q-axis transient reactance is expressed in
closed form as the sum of the stator winding
leakage reactance, and the parallel combina-
tion of the q-axis magnetizing reactance and

c

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the primary q-axis amortisseur winding leak-
age reactances.

quadrature detector

mixer in a FM re-

ceiver where the output voltage is a function
of the original modulation of two carrier in-
puts that are 90 degrees apart in phase.

quadrature distortion

interference in

signal transmission caused by phase error in
the reference carrier.

quadrature FM demodulator

FM de-

modulation of two carrier inputs that are 90
degrees apart in phase.

quadrature hybrid

a directional coupler

that accepts an input signal and delivers two
equal power outputs that are 90 degrees out
of phase.

quadrature modulation

a modulation

scheme that involves the modulation of two
sinusoidal carriers with a 90-degree phase
difference by two independent message sig-
nals.

The two carriers are typically rep-

resented as

A cos(ω

c

t) (the in-phase car-

rier) and

A sin(ω

c

t) (the quadrature car-

rier), where

ω

c

is the carrier frequency.

The modulated signal is written as

s(t) =

Am

c

(t) cos(ω

c

t +φ)+Am

s

(t) sin(ω

c

t +φ),

where

m

c

(t) and m

s

(t) are the in-phase and

quadrature modulating signals and

φ is a ran-

dom phase.

quadrature multiplexing

a type of mul-

tiplexing technique, in which two message
signals

m

1

(t) and m

2

(t) are transmitted on

the same carrier frequency with two quadra-
ture carriers

A

c

cos 2

πf

c

t and A

c

sin 2

πf

c

t.

That is, the quadrature multiplexed signal,
also known as quadrature amplitude modu-
lated signal, is

v(t) = A

c

m

1

(t) cos 2πf

c

t

+ A

c

m

2

(t) sin 2πf

c

t.

It is noted that the term quadrature indicates
a 90

◦

phase difference between the two carri-

ers. For the demodulation refer to quadrature

demodulation.

The term quadrature mul-

tiplexing is sometimes also referred to as
quadrature carrier multiplexing.

quadrature phased signals

two indepen-

dent signals that have identical frequencies
and have a fixed 90-degree phase difference.

quadrature signal

in quadrature modu-

lation, the signal component that multiplies
sin 2

πf

c

t, where f

c

is the carrier frequency.

quadrature spreader

a device that takes

an information signal and two independent
PN sequences (two spreading codes) to pro-
duce two baseband direct sequence spread
spectrum signals. These signals constitute
the modulation signals for a quadrature mod-
ulation scheme.

quadrature-axis subtransient short-circuit

time constant

a constant that characterizes

the initial decay of transients in the q-axis
variables of the synchronous machine with
the stator windings short-circuited. The in-
terval characterized is that immediately fol-
lowing a disturbance, during which the ef-
fects of all amortisseur windings are con-
sidered.

A detailed (derived) closed-form

expression for the subtransient short-circuit
time constant of a machine with two q-axis
amortisseur windings is obtained by taking
the reciprocal of the largest root of the numer-
ator of the q-axis operational impedance. An
approximate (standard) value is often used,
in which it is assumed one amortisseur wind-
ing resistance is small relative to the other
and the detailed expression simplified.

quadrature-axis

transient

open-circuit

time constant

a constant that charaterizes

the decay of transients in the q-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 fastest q-axis rotor circuit dynamics have
subsided. A detailed (derived) closed-form
expression for the transient short-circuit time

c

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