Что такое Килогерц (kHz)?
Формальное определение
Килогерц (обозначение: кГц, международное: kHz) — единица частоты, равная 1000 герц (10³ Гц). Приставка «кило-» означает множитель тысяча. Килогерцовый диапазон охватывает весь слышимый спектр выше 1000 Гц, АМ-радиовещание и множество промышленных применений.
Килогерц обеспечивает удобные числовые значения: вместо 44 100 Гц для частоты дискретизации CD пишут 44,1 кГц. Частоты АМ-радио от 530 000 до 1 700 000 Гц выражаются как 530–1700 кГц.
Практическое значение
Диапазон 1–999 кГц включает верхнюю часть слышимого спектра, АМ-вещание, ультразвуковые применения и навигационные сигналы.
Этимология
Происхождение приставки
«Кило-» от греческого «χίλιοι» (chilioi) — тысяча. Обозначение «кГц» использует строчную «к» (по правилам СИ) и прописную «Г» (единица названа в честь человека).
Историческое обозначение
До принятия «герца» в 1960 году использовался термин «килоцикл в секунду» (kc/s). АМ-радиостанции работали «на 1200 килоциклах». Переход завершился к концу 1970-х.
Точное определение
Точное определение
1 кГц = 1000 Гц = 10³ с⁻¹.
Пересчёты
1 кГц = 1000 Гц; 1 кГц = 0,001 МГц; 1 кГц = 0,000001 ГГц; 1 кГц = 60 000 RPM.
Измерения
Частоты в килогерцовом диапазоне измеряются осциллографами, частотомерами и аудиоанализаторами с разрешением 1 Гц и лучше.
История
Эпоха радио
Килогерцовый диапазон стал критически важным с развитием радиосвязи. Первые коммерческие АМ-радиостанции 1920-х годов работали в диапазоне 300 кГц — 3 МГц.
Аудиозапись и телефония
Телефонная полоса: 300 Гц — 3,4 кГц. Теорема Найквиста (1928) установила, что дискретизация должна быть не ниже удвоенной максимальной частоты — отсюда 8 кГц для телефонии.
Цифровой звук
CD (1982) установил 44,1 кГц как стандарт. Профессиональное аудио: 48, 96, 192 кГц.
Переход от «килоциклов»
Термин «килоцикл» использовался до 1970-х. На шкалах АМ-приёмников ещё долго стояли «килоциклы».
Современное применение
АМ-радио
Диапазон 530–1700 кГц (в Америке) с шагом 10 кГц. «1020 AM» = несущая 1020 кГц.
Цифровой звук
CD: 44,1 кГц, видео: 48 кГц, Hi-Res: 96–192 кГц.
Ультразвук
Терапевтический: 20–40 кГц, стоматологическая чистка: 25–30 кГц, промышленная очистка: 20–80 кГц.
Навигация и хронометрия
Сигнал WWVB: 60 кГц. Радиоуправляемые часы: 40–77,5 кГц.
Применение в быту
Проверка слуха
Аудиологи тестируют слух на частотах 250 Гц — 8 кГц. Возрастная потеря слуха начинается с высоких килогерцовых частот.
Музыка и Hi-Fi
Высокие частоты (тарелки, сибилянты): 2–16 кГц. Эквалайзеры размечены в кГц. Диапазон «присутствия» (2–5 кГц) — область максимальной чувствительности слуха.
Отпугиватели
Ультразвуковые отпугиватели: 15–25 кГц. Устройство «Mosquito» для подростков: 17,4 кГц.
Собачьи свистки
Частота 23–54 кГц — за пределами слуха человека, но в диапазоне собак (до ~65 кГц).
Интересные факты
Частота дискретизации CD 44,1 кГц была выбрана не по аудиологическим, а по техническим причинам: она совпадала со строчной развёрткой видеосистем PAL и NTSC, на которых записывались цифровые мастера.
АМ-станции расположены с шагом 10 кГц в Америке и 9 кГц в Европе. Это различие вызывает международные помехи.
Станция WWVB в Колорадо вещает на 60 кГц мощностью 70 кВт, обеспечивая время для >100 млн радиоуправляемых часов.
Дельфины общаются щелчками и свистами на частотах до 150 кГц.
Телефонная полоса 3,4 кГц оставалась неизменной почти столетие — именно поэтому телефонный голос звучит «тоньше» живого.
Аудиоинженеры используют тестовый тон 1 кГц как стандартную частоту для калибровки оборудования.
Таблица конвертаций
| Единица | Значение | |
|---|---|---|
| Герц (Hz) | 1 000 | Конвертировать → |
| Мегагерц (MHz) | 0,001 | Конвертировать → |
| Гигагерц (GHz) | 0,000001 | Конвертировать → |
| Оборот в минуту (RPM) | 60 000 | Конвертировать → |