Conversion de Microhertz en Kilohertz

Informations sur le Microhertz (µHz)

Le microhertz est une unité de fréquence valant un millionième de hertz. Son symbole est µHz. Un microhertz vaut un cycle par million de secondes, soit un peu plus de onze jours et demi : l’unité mesure donc des phénomènes qui reviennent à l’échelle de semaines, de mois ou d’années.

L’astérosismologie est son principal usage. Les étoiles oscillent, et les fréquences de ces oscillations dépendent de leur structure interne comme la hauteur d’une cloche dépend de sa forme et de son épaisseur. Les étoiles semblables au Soleil résonnent à quelques milliers de microhertz, les géantes rouges à quelques dizaines, et les plus grandes étoiles évoluées en dessous de un. Des télescopes spatiaux comme Kepler et TESS ont mesuré ces fréquences pour des centaines de milliers d’étoiles en observant leur éclat varier de quelques parties par million.

La technique fournit des grandeurs qu’aucune autre méthode ne donne. À partir du spectre d’oscillation, un astronome déduit la masse, le rayon et l’âge d’une étoile, et l’âge d’une étoile est autrement presque impossible à établir. C’est ainsi que l’on fixe aujourd’hui l’âge des étoiles à planètes, et donc de leurs systèmes planétaires.

L’astronomie des ondes gravitationnelles a elle aussi revendiqué la bande. L’observatoire spatial prévu LISA sera sensible entre environ 100 microhertz et un hertz, plage qui contient les fusions de trous noirs supermassifs et les nombreux milliers de naines blanches binaires serrées de notre propre galaxie. Les détecteurs au sol n’atteignent pas ces fréquences, le bruit sismique les submergeant.

La géophysique emploie l’unité pour les composantes de marée les plus lentes, dont les marées lunaires quinzenaire et mensuelle et les marées solaires semestrielle et annuelle, qui produisent ensemble les variations de longue période que les prédictions doivent intégrer. Le mouvement polaire, l’oscillation de l’axe de rotation terrestre, a une période de quatorze mois correspondant à environ 0,8 microhertz.

Les sciences du climat et de l’océan descendent plus bas encore. L’oscillation australe El Niño revient irrégulièrement tous les deux à sept ans, bien en dessous du centième de microhertz, et les longues carottes de glace résolvent des cycles plus lents encore.

La Terre elle-même fournit un exemple d’école. Son axe de rotation erre en un petit cercle de période voisine de 433 jours, l’oscillation de Chandler découverte en 1891, soit une fréquence d’environ 0,027 microhertz. La détecter demanda des décennies d’astronomie de position, car un signal aussi lent ne se sépare de la dérive qu’en observant de nombreux cycles. C’est la contrainte générale de la bande : une mesure à un microhertz exige un enregistrement d’au moins quelques millions de secondes, et de préférence quelques dizaines de millions, si bien que les instruments doivent rester stables des années avant que leurs données soient lisibles. L’unité appartient donc aux sciences patientes et non aux rapides.

Un microhertz équivaut à 0,000001 hertz, à un cycle par million de secondes ou à 1000 nanohertz.

Informations sur le Kilohertz (kHz)

Le kilohertz est une unité de fréquence valant 1000 hertz. Son symbole est kHz. Il couvre le haut de l’audition humaine et le bas du spectre radioélectrique, ce qui en fait le point de rencontre de deux techniques très différentes.

L’audio y habite. La limite supérieure de l’audition humaine avoisine 20 kilohertz chez une personne jeune, et les fréquences qui portent l’intelligibilité de la parole se rassemblent entre 1 et 4 kilohertz. L’audio numérique s’échantillonne à 44,1 kilohertz pour le disque compact et à 48 pour le travail vidéo, valeurs choisies parce que le théorème d’échantillonnage exige plus du double de la fréquence la plus haute à restituer, avec une marge pour le filtrage.

La radiodiffusion a commencé dans cette plage. Les grandes ondes vont de 148 à 283 kilohertz et les ondes moyennes, la bande AM, de 526 à 1606. Ces basses fréquences se propagent le long du sol et se réfléchissent la nuit sur l’ionosphère, ce qui leur donne des portées de centaines ou de milliers de kilomètres depuis un seul émetteur. Elles ont ainsi porté les premiers services nationaux de radiodiffusion et servent encore les radiophares maritimes et aéronautiques.

La communication avec les sous-marins emploie des fréquences plus basses encore, car l’eau de mer absorbe l’énergie radioélectrique et seuls les signaux de quelques kilohertz et moins pénètrent au-delà de quelques mètres. C’est pourquoi les émetteurs navals à très basse fréquence occupent des réseaux d’antennes immenses, et leurs débits sont en conséquence minuscules.

Les ultrasons de l’imagerie médicale se situent bien au-dessus de la bande audible, en mégahertz, mais le nettoyage ultrasonore industriel et les répulsifs pour animaux travaillent entre 20 et 80 kilohertz, juste au-dessus de ce que les gens entendent. Les chauves-souris pratiquent l’écholocation sur le même territoire, d’environ 20 à bien plus de 100 kilohertz.

Les ordinateurs anciens avaient des fréquences d’horloge en kilohertz. Le processeur de l’Apple II d’origine tournait à un peu plus d’un mégahertz, mais les premiers microprocesseurs et bien des microcontrôleurs fonctionnent encore à quelques centaines de kilohertz là où la faible consommation importe plus que la vitesse.

L’audio numérique a mis un nombre précis de cette plage dans l’usage courant. Le disque compact échantillonne à 44,1 kilohertz, choisi parce que le théorème d’échantillonnage exige plus du double de la fréquence la plus haute à reproduire, et que le double de 20 kilohertz laisse une marge au filtre qui supprime tout ce qui est au-dessus. L’enregistrement professionnel emploie couramment 48 kilohertz pour s’accorder à la vidéo, et 96 ou 192 pour le matriçage. La téléphonie se tient bien plus bas, échantillonnant à 8 kilohertz et coupant donc au-dessus d’environ 3,4, d’où le fait qu’une voix sur une ligne ordinaire perde la sifflante qui rend les lettres s et f faciles à distinguer.

Un kilohertz équivaut à 1000 hertz, à 0,001 mégahertz ou à un millionième de gigahertz.