Omrekenen van 4 Kilohertz naar Microhertz

Informatie over de Kilohertz (kHz)

De kilohertz is een frequentie-eenheid gelijk aan 1000 hertz. Het symbool is kHz. Zij bestrijkt het bovenste deel van het menselijk gehoor en het laagste deel van het radiospectrum, wat haar tot het ontmoetingspunt van twee zeer verschillende technieken maakt.

Het geluid woont hier. De bovengrens van het menselijk gehoor ligt rond 20 kilohertz bij een jong iemand, en de frequenties die de verstaanbaarheid van spraak dragen verzamelen zich tussen 1 en 4 kilohertz. Digitale audio wordt bemonsterd met 44,1 kilohertz voor de compact disc en met 48 kilohertz voor videowerk, waarden gekozen omdat de bemonsteringsstelling meer dan het dubbele vraagt van de hoogste weer te geven frequentie, met een marge voor filtering.

De radio-omroep begon in dit bereik. De lange golf loopt van 148 tot 283 kilohertz en de middengolf, de AM-band, van 526 tot 1606. Deze lage frequenties planten zich langs de grond voort en weerkaatsen 's nachts tegen de ionosfeer, wat hun bereiken geeft van honderden of duizenden kilometers vanaf één zender. Daarom droegen zij de eerste landelijke omroepdiensten en dienen zij nog steeds de radiobakens van scheepvaart en luchtvaart.

Communicatie met onderzeeboten gebruikt nog lagere frequenties omdat zeewater radio-energie opslokt en alleen signalen in de orde van enkele kilohertz en lager dieper dan een paar meter doordringen. Marinezenders op zeer lage frequentie beslaan om die reden reusachtige antennevelden, en hun datasnelheden zijn navenant nietig.

Ultrageluid voor medische beeldvorming ligt ver boven het hoorbare, in megahertz, maar industriële ultrasone reiniging en dierafschrikkers werken tussen 20 en 80 kilohertz, net boven wat mensen horen. Vleermuizen echolokaliseren in hetzelfde gebied, van ongeveer 20 tot ruim boven 100 kilohertz.

Oudere computers hadden kloksnelheden in kilohertz. De processor in de oorspronkelijke Apple II liep op ruim één megahertz, maar de vroegste microprocessors en veel microcontrollers werken nog steeds op enkele honderden kilohertz waar laag verbruik zwaarder weegt dan snelheid.

De digitale klank bracht een bepaald getal uit dit gebied in het dagelijks gebruik. De compact disc bemonstert bij 44,1 kilohertz, gekozen omdat de bemonsteringsstelling meer dan het dubbele van de hoogste weer te geven frequentie vergt, en het dubbele van 20 kilohertz ruimte laat voor het filter dat alles daarboven wegneemt. Beroepsopname gebruikt gewoonlijk 48 kilohertz om bij het beeld te passen, en 96 of 192 bij de eindbewerking. De telefonie ligt veel lager, bemonstert bij 8 kilohertz en snijdt dus boven ongeveer 3,4 af, waarom een stem op een gewone telefoonlijn de sisklanken verliest die de letters s en f gemakkelijk uit elkaar te houden maken.

Eén kilohertz is gelijk aan 1000 hertz, 0,001 megahertz of een miljoenste gigahertz.

Informatie over de Microhertz (µHz)

De microhertz is een frequentie-eenheid gelijk aan een miljoenste hertz. Het symbool is µHz. Eén microhertz is één cyclus per miljoen seconden, ruim elfeneenhalve dag, zodat de eenheid verschijnselen meet die op de schaal van weken, maanden of jaren terugkeren.

De asteroseismologie is waar zij het meest gebruikt wordt. Sterren trillen, en de frequenties van die trillingen hangen af van hun inwendige opbouw zoals de toonhoogte van een klok afhangt van vorm en wanddikte. Zonachtige sterren klinken bij enkele duizenden microhertz, rode reuzen bij enkele tientallen en de grootste geëvolueerde sterren onder één. Ruimtetelescopen als Kepler en TESS maten deze frequenties voor honderdduizenden sterren door hun helderheid met enkele delen per miljoen te zien wisselen.

De techniek levert grootheden die geen andere methode kan geven. Uit het trillingsspectrum leidt een sterrenkundige de massa, straal en leeftijd van een ster af, en de leeftijd van een ster is anders bijna niet te bepalen. Zo worden tegenwoordig de leeftijden van planeetdragende sterren, en daarmee van hun planetenstelsels, vastgesteld.

Ook de zwaartekrachtsgolfastronomie heeft de band opgeëist. Het geplande ruimteobservatorium LISA zal gevoelig zijn tussen ruwweg 100 microhertz en één hertz, een bereik dat samensmeltende superzware zwarte gaten bevat en de vele duizenden nauwe dubbelsterren van witte dwergen in ons eigen sterrenstelsel. Detectoren op aarde halen deze frequenties niet omdat seismische ruis ze overspoelt.

De geofysica gebruikt de eenheid voor de traagste getijcomponenten, waaronder de veertiendaagse en maandelijkse maansgetijden en de halfjaarlijkse en jaarlijkse zonsgetijden, die samen de langperiodieke variaties opleveren die getijvoorspellingen moeten meenemen. De poolbeweging, het wiebelen van de aardrotatieas, heeft een periode van veertien maanden die overeenkomt met ongeveer 0,8 microhertz.

De klimaat- en zeewetenschap reikt nog lager. De Zuidelijke Oscillatie van El Niño keert onregelmatig elke twee tot zeven jaar terug, ver onder een honderdste microhertz, en lange ijskernen lossen nog tragere cycli op.

De Aarde zelf levert een schoolvoorbeeld. Haar draaias zwerft in een kleine cirkel met een periode van ongeveer 433 dagen, de in 1891 ontdekte Chandlerschommeling, wat neerkomt op een frequentie van ongeveer 0,027 microhertz. Haar aantonen kostte tientallen jaren positieastronomie, want een zo traag signaal laat zich alleen van de drift scheiden door vele cycli waar te nemen. Dat is de algemene beperking van de band: een meting bij één microhertz vergt een registratie van ten minste enkele miljoenen seconden, en liefst enkele tientallen miljoenen, zodat instrumenten jarenlang stabiel moeten blijven voordat hun gegevens leesbaar zijn. De eenheid hoort dus bij de geduldige wetenschappen en niet bij de snelle.

Eén microhertz is gelijk aan 0,000001 hertz, één cyclus per miljoen seconden of 1000 nanohertz.