3 キロヘルツからメガヘルツへの換算

キロヘルツ（kHz）について

キロヘルツは、1000 ヘルツ にあたる振動数の単位です。記号は kHz です。人の聴覚の上のほうと、電波の周波数帯のいちばん下のほうを覆っており、そのためまったく異なる二つの技術が出会う場所になっています。

音がここに住んでいます。若い人の聴覚の上限はおよそ 20 キロヘルツ で、話し言葉の聞き取りやすさを支える周波数は 1 から 4 キロヘルツ のあたりに集まります。デジタル音声は、コンパクトディスクでは 44.1 キロヘルツ、映像の作業では 48 キロヘルツ で標本化されます。これらの値が選ばれたのは、標本化定理が、再現したい最高周波数の 2 倍を超える速さを要求するからで、そこに濾波のための余裕が足されています。

放送はこの範囲から始まりました。長波は 148 から 283 キロヘルツ、中波すなわち AM 帯は 526 から 1606 キロヘルツ です。これら低い周波数は地表に沿って伝わり、夜間は電離層で反射するため、1 つの送信所から数百から数千 キロメートル に届きます。だからこそ最初の全国放送を担い、今日でも海上と航空の航行用ビーコンに使われています。

潜水艦との通信は、さらに低い周波数を使います。海水が電波のエネルギーを吸収し、数 キロヘルツ 以下の信号でなければ数メートルより深くは届かないからです。海軍の超長波送信所が巨大な空中線群を占めているのはこのためで、その分だけ伝送できる情報量はごくわずかになります。

医用画像の超音波は可聴域よりはるかに上、メガヘルツ の領域にありますが、工業用の超音波洗浄や動物よけの装置は 20 から 80 キロヘルツ で働きます。人に聞こえる範囲のすぐ上です。コウモリの反響定位も同じ領域にあり、およそ 20 から 100 キロヘルツ をはるかに超えるところまで及びます。

古い計算機のクロック周波数は キロヘルツ でした。初代 Apple II の処理装置は 1 メガヘルツ 強で動きましたが、最初期のマイクロプロセッサーや多くのマイクロコントローラーは、速さより低消費電力が大事な場面で、いまも数百 キロヘルツ で動いています。

電子 の 音 は、この 範囲 の 特定 の数値を 日常 に持ち込みました。コンパクト ディスク は 44.1 キロヘルツ で 標本 を採ります。標本 の 定理 が、再生 したい いちばん 高い 周波 数 の 二 倍 より 上 を求め、20 キロヘルツ の 二 倍 が、それ より 上 を取り除く 濾波 器 に 余裕 を残すからです。仕事 として の 録音 は 映像 に合わせて 48 キロヘルツ を、仕上げ に 96 や 192 を よく 用います。電話 は はるか に 下 にあり、8 キロヘルツ で 標本 を採り、およそ 3.4 より 上 を切ります。ふつう の 電話 の 線 の 声 が、s と f を 聞き分け やすく する 擦れ の 音 を失う のはそのためです。

1 キロヘルツ は、1000 ヘルツ、0.001 メガヘルツ、1 ギガヘルツ の 100 万分の 1 に等しくなります。

メガヘルツ（MHz）について

メガヘルツは、100 万 ヘルツ にあたる振動数の単位です。記号は MHz です。放送の大半と近距離の通信を担う電波の帯域を覆っており、20 年にわたって計算機の速さを測る単位でもありました。

FM 放送は、ほとんどの地域で 87.5 から 108 メガヘルツ を占めます。第二次世界大戦後に選ばれた帯域で、周波数変調に必要な広いチャンネルを許すだけ高く、しかも送信機と受信機を安く作れるだけ低い位置にあったからです。地上波テレビは隣接する帯域を取り、放送が アナログ から デジタル へ移ったことで、その大部分が移動体通信のために空きました。

航空無線は FM 放送のすぐ上、118 から 137 メガヘルツ にあり、より明瞭な周波数変調ではなく振幅変調を用います。この選択は意図的です。2 機が同時に送信すると、振幅変調ではうなりによる甲高い音が聞こえ、混信が起きたことを全員に知らせます。周波数変調なら強いほうの信号だけを拾い、弱いほうを無言のまま失ってしまいます。

計算機の処理装置は、1970 年代末からおよそ 2000 年まで メガヘルツ で格付けされていました。最初の IBM PC は 4.77 メガヘルツ で動き、その後に続いた メガヘルツ 競争は、発熱のためにクロック周波数が 4 ギガヘルツ 近くで頭打ちになったところで終わりました。以後、製造者は コアの数を競うようになります。記憶装置のバス速度や表示の同期は、いまも メガヘルツ で示されるのがふつうです。

医用超音波は、およそ 2 から 18 メガヘルツ で働きます。周波数が高いほど分解能は細かくなりますが深くは届かないので、腹部の検査は体表近くの構造を診るときより低い周波数を使い、検査者はそれに応じて探触子を選びます。

電波による個体識別、車庫の扉の遠隔操作器、無線マイク、船舶用 VHF、アマチュア無線は、いずれもこの範囲に住んでいます。遮蔽の不十分な電子機器がたがいに干渉する原因となる高調波も同じで、だからこそ法規に基づく試験は、数十から数百 メガヘルツ の放射に力を注ぎます。

移動 の 電話 は、この単位を 金 の 問題 にしました。電波 は メガヘルツ で測った 塊 で 競売 に かけられ、各国 は 700、800、900、1800、2600 メガヘルツ の 帯 から 数百億 の 額 を得てきました。それぞれ の 値打ち は 物理 が決めます。低い 周波 数 は 遠く まで届き 建物 にも よく 入る ので、700 と 800 の 帯 は 田舎 を 安く 覆い、高い ほう は 短い 距離 で 多く の 資料 を運び 都市 に向きます。ですから 事業 者 の 通じる 範囲 の 図 と、その 通信 の 速さ は、どの メガヘルツ を買えた か の 結果 です。これら の 競売 が、ほか の どんな 国有 の 資産 の 売却 と 同じ ほど 熱心 に 見守られる 理由 です。

1 メガヘルツ は、100 万 ヘルツ、1000 キロヘルツ、0.001 ギガヘルツ に等しくなります。