Electrical Engineering Dictionary - part 184

van der Pol oscillator

an oscillator or os-

cillating system described by the equation

d

2

x

dt

2

− µ



1

− x

2

 dx

dt

+ x = 0

This equation is mentioned in almost any
book on oscillators or on nonlinear mechan-
ics. The reason is that this equation is rela-
tively simple, yet it successfully lumps to-
gether two rather complex processes asso-
ciated with oscillators, namely, the process
of generation of periodic waveform and the
process of automatically stabilizing the am-
plitude of this wave. The attempts to improve
the solutions of the van der Pol equation and
to apply to design of low-distortion oscilla-
tors can be traced to recent publications.

Vander Lugt filter

encoded optical mask

for representing, in the Fourier-transform
domain, the reference or library functions
needed in an image correlator; encoding is
performed holographically.

vanishing point

the point in the perspec-

tive projection plane in which a system of
3-D parallel lines converge.

Vapnik–Chervonenk (VC) dimension

a

measure of the expressive power of a learn-
ing system with binary or bipolar outputs.
For neural networks it is closely related to
the number of weights in the network. For
single-layer networks it is simply equal to
the number of weights (including biases) but
for multilayer and other networks, analytic
expressions for VC dimension are not avail-
able.

vapor cooling

a cooling technique for

power vacuum tubes utilizing the conversion
of hot water to steam as a means of safely
conducting heat from the device and to a heat
sink.

VAR

See

volt-ampere-reactive

.

varactor

a reverse biased PN or Schottky

diode that uses the voltage variable depletion

region as a tuning element or as a nonlinear
frequency multiplier.

varactor diode

a diode designed to have

a repeatable and high capacitance vs. reverse
voltage characteristic. A two terminal semi-
conductor device in which the electrical char-
acteristic of primary interest is the voltage
dependent capacitance.

varactor tuner

a tuning circuit at the in-

put of a television receiver that uses a varac-
tor diode. The tuning capability comes from
the characteristic of a varactor, or varicap, to
function as a voltage-sensitive capacitance.

variable bit rate (VBR)

describes a traf-

fic pattern in which the rate at which bits are
transmitted varies over time; such patterns
are also referred to as bursty. VBR sources
often result from compressing CBR sources,
for example, a 64 kbps voice source in its raw
form has a constant bit rate; after compres-
sion by removing the silence intervals, the
source becomes VBR.

variable frequency drive

electric drive

system in which the speed of the motor can be
varied by varying the frequency of the input
power.

variable length code

to exploit redun-

dancy in statistical data, and to reduce aver-
age number of bits per word luminance lev-
els having high probability are assigned short
code words and those having low probabil-
ity are assigned longer code words. This is
called variable length coding or entropy cod-
ing. See also

entropy coding

.

variable loss

machine loss that changes

with a change in the mode of machine oper-
ation such as loading, temperature and cur-
rent. For example, in a transformer, the wind-
ing losses are a function of the load current,
while the core losses are almost independent
of the load current.

c

2000 by CRC Press LLC

variable polarity plasma arc welding (VP-
PAW)

a welding process that produces co-

alescence of metals by heating them with a
constricted variable polarity arc between an
electrode and the parts to be joined (trans-
ferred arc) or between the electrode and the
constricting nozzle (transferred arc). Shield-
ing is obtained from the hot, ionized gas
issuing from the torch as well as from a
normally employed auxiliary shielding gas
source.

Pressure is not applied and filler

metal may or may not be added.

variable reflectivity mirror

mirror in

which the reflection profile varies across
the mirror surface; useful for discriminating
against high-order transverse modes in a res-
onator. See also

tapered mirror

.

variable reluctance machine

salient pole

machine consisting of stators having concen-
trated excitation windings and a magnetic ro-
tor devoid of any windings, commutators, or
brushes. The machine operates on the prin-
ciple of varying reluctance along the length
of the air gap. Torque is produced by the ten-
dency of the rotor to align itself with the sta-
tor produced flux waves in such a way that
the stator produced flux-linkages are maxi-
mized. The motor operates continuously in
either direction of rotation with closed loop
position feedback.

variable resolution hierarchy

an ap-

proach where images corresponding to the
levels of the hierarchy vary in spatial reso-
lution. This results in a pyramid structure
where the base of the pyramid represents
the full resolution and the upper levels have
lower resolution.

variable speed AC drive

an AC motor

drive that is capable of delivering variable
frequency AC power to a motor to cause it to
operate at variable speeds. Induction motors
and synchronous motors are limited to op-
eration at or near synchronous speed when
a particular frequency is applied. Variable
speed drives rectify the incoming AC source

voltage to create a DC voltage that is then in-
verted to the desired frequency and number
of phases.

variable speed DC drive

a DC motor con-

troller that allows the DC motor to operate
over a wide speed range. A common type
of variable speed DC drive uses a separately
excited DC motor. Armature voltage con-
trol is used to provide operation below base
speed, and field weakening is used to provide
operation above base speed.

variable speed drive

See

variable speed

AC drive

or

variable speed DC drive

.

variable structure system

a dynamical

system whose structure changes in accor-
dance with the current value of its state. A
variable structure system can be viewed as a
system composed of independent structures
together with a switching logic to switch be-
tween each of the structures. With appropri-
ate switching logic, a variable structure sys-
tem can exploit the desirable properties of
each of the structures the system is composed
of. A variable structure system may even
have a property, such as asymptotic stability,
that is not a property of any of its structures.

variable-length instruction

the fact that

the machine language instructions for a com-
puter have different numbers of bits with the
length dependent on the type of instruction.

variance

the mean-squared variability of

a random variable about its mean:

σ

2

=

Z

∞

−∞

(x − µ)

2

p(x)dx

where

σ

2

is the variance,

µ is the mean and

p(x) is the probability density function. See
also

covariance

,

correlation

.

variational formula

a formula that pro-

vides the sought unknown quantity

a in terms

of another unknown quantity

b. The advan-

tage is in the fact that, for variational formu-
las, an error in

b provide only a modest error

c

2000 by CRC Press LLC

in

a. Hence, by approximating b we can get

a fairly good estimate of

a.

variational problem

a problem in which

solving a differential equation is equivalent to
seeking a function that minimizes an integral
expression.

variational similarity

between two vec-

tors

x = (x

1

, . . . , x

n

) and y = (y

1

, . . . , y

m

)

is the match score in the following dynamic
matching procedure:

Suppose the current point is

(x

i

, y

j

). The

next point to match should be selected from
(x

i+1

, y

j

), (x

i+1

, y

j+1

), and (x

i+1

, y

j+2

). If

there is one match only among them, take it
as the current match point and go on in the
same manner. If there is no match, select
(x

i+1

, y

j+1

). If there is more than one match

including

(x

i+1

, y

j+1

), select (x

i+1

, y

j+1

),

otherwise, select

(x

i+1

, y

j+2

). This process

continues until at least one of the vectors is
exhausted.

During the above procedure, if there is at

least one match in one step increase the match
score by 1.

Varsharmov–Gilbert bound

the lower

bound on the minimum distance of linear
(n, k) code asymptotically satisfies

d

min

n

≥ α

where

α is given by

k
n

= 1+α log

2

α+(1−α) log

2

α 0 ≤ α ≤

1

2

vault

See

transformer vault

VBR

See

variable bit rate

.

VC dimension

See

Vapnik–Chervonenk

dimension

.

VCO

See

voltage-controlled oscillator

.

VCO gain

the ratio of the VCO output

frequency to the DC control input level. This

is usually expressed in units of radians per
second per volt.

VCP

See

visual comfort probability

.

VDS

See

drain-to-source voltage

.

VDSL

See

very high-speed digital

subscriber line

.

vector

a quantity having both magnitude

and direction.

vector controlled induction motor

a

variable speed controller and motor in which
the magnetizing and torque producing com-
ponents of current are controlled separately.
Some vector drives requires rotor position
sensors. Vector controlled induction motors
can operate over a wider speed range, and
may produce rated torque even at zero speed,
much like a DC motor. Thus, vector con-
trolled induction motors are often used for
applications that might otherwise require a
DC motor drive.

vector field

when the field needed to de-

scribe some physical phenomenon has sev-
eral components, it is customary to represent
such a field by a vector function V

(x, y, z)

which depends on the space coordinates
x, y, z.

vector image

an image consisting of

mathematical descriptions of the objects in
the scene, e.g., equations for lines and curves.
The image is independent of resolution so it
can be stretched, rotated and skewed with no
degradation. Vector images are often used
in CAD applications. See also

bitmapped

image

,

CAD

,

image

.

vector network analyzer

a microwave re-

ceiver designed to measure and process the
magnitude and phase of transmitted and re-
flected waves from the linear network under
test.

c

2000 by CRC Press LLC

vector operation

a hardware instruction

that performs multiple similar operations on
data arranged in one or more arrays.

vector processor

a computer architec-

ture with specialized function units designed
to operate very efficiently on vectors repre-
sented as streams of data.

vector quantization (VQ)

quantization

applied to vectors or blocks of outputs of a
continuous source.

Each possible source block is represented

by a reproduction vector chosen from a fi-
nite set (the “codebook”). According to rate-
distortion theory, vector quantization (VQ)
is able to perform arbitrarily close to the the-
oretical optimum if the lengths of the input
blocks are permitted to grow without limit.
The method was suggested by Claude Shan-
non in his theoretical work on source cod-
ing (during the late 1940s and the 1950s),
but has found practical importance first in re-
cent years (during the 1980s and 1990s) be-
cause of the relatively high complexity of im-
plementation and design compared to scalar
methods. Also referred to as “block source
coding with a fidelity criterion.”

vector quantization encoding

an encod-

ing scheme whereby an image is decomposed
into n dimensional image vectors. Each im-
age vector is compared with a collection of
representative template or codevector from
a previously generated codebook. The best
match codevector is chosen using a minimum
distortion rule. Then the index of the code-
vector is transmitted. At the receiver this is
used with a duplicate codebook to reconstruct
the image. Usually called VQ encoding.

vector quantizer (VQ)

a device that per-

forms vector quantization.

vector space

an algebraic structure com-

prised of a set of elements over which oper-
ations of vector addition and scalar multipli-
cation are defined. In a linear forward error
control code, code words form a vector space

when addition and multiplication are defined
in terms of element-wise operations from the
finite field of code symbol values.

vector stride

the number of consecutive

memory addresses from the beginning of one
element to the next of a vector stored in mem-
ory. Also used to refer to the difference in
vector index between two consecutively ac-
cessed vector elements.

vector wave

wave that cannot be ade-

quately described in terms of a single field
variable.

vector wave equation

an equation (or

more specifically, a set of scalar equations)
governing the various components of a vec-
tor wave, the Maxwell–Heaviside equations,
for example.

vectored interrupt

an interrupt request

whereby the processor is directed to a pre-
determined memory location, depending on
the source of the interrupt, by the built-in in-
ternal hardware. In the X86 processors, the
addresses are stored in an array in memory
(a mathematical vector) and indexed by the
interrupt number. In the 8080 and Z80, the
interrupt number becomes part of a CALL
instruction with an implied address that is ex-
ecuted on an interrupt cycle.

vectorscope

an oscilloscope-type device

used to display the color parameters of a
video signal. A vectorscope decodes color
information into R-Y and B-Y components,
which are then used to drive the

X and Y axis

of the scope. The total lack of color in a video
signal is displayed as a dot in the center of the
vectorscope. The angle, distance around the
circle, magnitude, and distance away from
the center indicate the phase and amplitude
of the color signal.

vee system

a 3-level system in which the

highest two energy states are coupled by elec-
tromagnetic fields to a common, intermedi-
ate, lower state. This system is so named

c

2000 by CRC Press LLC