Umrechnung von Gigahertz in Kilohertz

Informationen über Gigahertz (GHz)

Das Gigahertz ist eine Frequenzeinheit und entspricht einer Milliarde Hertz. Sein Zeichen ist GHz. Es ist der Bereich der modernen drahtlosen Kommunikation und des Takts in jedem heutigen Rechner, und fast nichts davon war vor den 1990er Jahren im Alltag gebräuchlich.

WLAN belegt zwei Hauptbänder bei 2,4 und 5 Gigahertz sowie ein neueres nahe 6. Das 2,4-Gigahertz-Band ist überfüllt, weil es fast überall anmeldefrei ist und mit Bluetooth, Schnurlostelefonen und Mikrowellenherden geteilt wird, die bei 2,45 Gigahertz arbeiten, weil Wassermoleküle dort Energie wirksam aufnehmen. Das 5-Gigahertz-Band bietet mehr Kanäle und höhere Raten, wird jedoch von Wänden stärker geschluckt und deckt deshalb eine kleinere Fläche ab.

Der Mobilfunk erstreckt sich über den ganzen Bereich. Frühere Generationen nutzten Bänder unter 1 Gigahertz wegen ihrer weiten Reichweite in Gebäude hinein und über Land, während neuere Zuteilungen bei 1,8, 2,6 und 3,5 Gigahertz mehr Daten über kürzere Strecken tragen. Je höher eine Frequenz, desto mehr Bandbreite steht bereit und desto schlechter dringt sie durch; jede Netzgeneration ist ein Aushandeln zwischen diesen beiden Tatsachen.

Die Taktfrequenzen der Rechner überschritten um das Jahr 2000 die Gigahertzgrenze und blieben wenige Jahre später nahe vier stehen. Die Schranke ist thermisch: die Verlustleistung steigt steil mit der Frequenz, und jenseits von etwa vier Gigahertz kann ein herkömmlicher Siliziumprozessor die Wärme nicht mehr abführen. Leistungszuwächse kommen seither aus zusätzlichen Kernen, breiterer Befehlsausgabe und besseren Speicherhierarchien, nicht aus höherem Takt.

Satellitenstrecken, Radar und Radioastronomie arbeiten allesamt hier. Wetterradar läuft üblicherweise zwischen 2,7 und 5,6 Gigahertz, das Radar der Flugsicherung in ähnlichen Bändern, und die Mikrowellenhintergrundstrahlung, die das Weltall erfüllt, hat ihr Maximum nahe 160 Gigahertz, weit oberhalb des Bereichs der irdischen Kommunikation.

Millimeterwellensysteme bei 24 Gigahertz und darüber dienen dem Abstandsradar von Kraftfahrzeugen und den Bändern höchster Kapazität in Mobilfunknetzen. Ihre sehr kurzen Wellenlängen erlauben kleine Antennen und gewaltige Datenraten, werden aber von beinahe allem blockiert, auch von Regen und Blattwerk.

Ein Gigahertz entspricht einer Milliarde Hertz, 1000 Megahertz oder 0,001 Terahertz.

Informationen über Kilohertz (kHz)

Das Kilohertz ist eine Frequenzeinheit und entspricht 1000 Hertz. Sein Zeichen ist kHz. Es deckt den oberen Teil des menschlichen Hörens und den untersten Teil des Funkspektrums ab, was es zum Treffpunkt zweier sehr verschiedener Techniken macht.

Der Ton wohnt hier. Die obere Hörgrenze liegt bei einem jungen Menschen bei etwa 20 Kilohertz, und die Frequenzen, die die Verständlichkeit der Sprache tragen, drängen sich zwischen 1 und 4 Kilohertz. Digitaler Ton wird mit 44,1 Kilohertz für die Compact Disc und mit 48 Kilohertz für Videoarbeit abgetastet; diese Werte wurden gewählt, weil das Abtasttheorem mehr als das Doppelte der höchsten wiederzugebenden Frequenz verlangt, mit einem Zuschlag für die Filterung.

Der Rundfunk begann in diesem Bereich. Die Langwelle reicht von 148 bis 283 Kilohertz und die Mittelwelle, das AM-Band, von 526 bis 1606. Diese niedrigen Frequenzen laufen als Bodenwelle und werden nachts an der Ionosphäre reflektiert, was ihnen von einem einzigen Sender aus Reichweiten von Hunderten oder Tausenden Kilometern verschafft. Deshalb trugen sie die ersten nationalen Rundfunkdienste und dienen bis heute Funkfeuern der See- und Luftfahrt.

Die Verbindung zu U-Booten nutzt noch tiefere Frequenzen, weil Meerwasser Funkenergie schluckt und nur Signale im Bereich weniger Kilohertz und darunter mehr als ein paar Meter eindringen. Marinesender im Längstwellenbereich belegen aus diesem Grund riesige Antennenanlagen, und ihre Datenraten sind entsprechend winzig.

Ultraschall für die medizinische Bildgebung liegt weit über dem Hörbaren, im Megahertzbereich, doch industrielle Ultraschallreinigung und Tierabwehrgeräte arbeiten zwischen 20 und 80 Kilohertz, knapp oberhalb dessen, was Menschen hören. Fledermäuse orten im selben Gebiet, von rund 20 bis weit über 100 Kilohertz.

Ältere Rechner hatten Taktfrequenzen in Kilohertz. Der Prozessor des ursprünglichen Apple II lief mit gut einem Megahertz, doch die frühesten Mikroprozessoren und viele Mikrocontroller arbeiten weiterhin mit einigen hundert Kilohertz, wo geringer Verbrauch mehr zählt als Geschwindigkeit.

Der digitale Ton hat eine bestimmte Zahl aus diesem Bereich in den Alltag gebracht. Die Compact Disc tastet mit 44,1 Kilohertz ab, gewählt, weil das Abtasttheorem mehr als das Doppelte der höchsten wiederzugebenden Frequenz verlangt und das Doppelte von 20 Kilohertz dem Filter, der alles darüber entfernt, einen Spielraum lässt. Die berufliche Aufnahme nutzt meist 48 Kilohertz, um zum Bild zu passen, und 96 oder 192 für die Endbearbeitung. Die Fernsprechtechnik liegt weit tiefer, tastet mit 8 Kilohertz ab und schneidet daher oberhalb von etwa 3,4 ab — darum verliert eine Stimme auf einer gewöhnlichen Leitung die Zischlaute, an denen sich s und f leicht unterscheiden lassen.

Ein Kilohertz entspricht 1000 Hertz, 0,001 Megahertz oder einem Millionstel Gigahertz.