周波数変換
国際単位系(SI)
無料オンライン周波数単位変換ツール。ヘルツ(Hz)、キロヘルツ(kHz)、メガヘルツ(MHz)、ギガヘルツ(GHz)の4つの一般的なSI周波数単位の双方向即時変換に対応。任意の単位に数値を入力すると、他の単位の結果がリアルタイムで同期表示され、ボタンをクリックする必要はありません。商用周波数50/60Hz、可聴周波数20Hz~20kHz、超音波/スイッチング電源のkHz帯、FM放送/CPUクロックのMHz帯からWiFi/5G通信のGHz帯まで、すべての一般的な周波数レンジをカバーします。すべての変換はブラウザローカルで完了し、データはサーバーにアップロードされないため、エンジニアリングパラメータのプライバシーが保護されます。
関連おすすめ
ユースケース
- 電子エンジニアが回路設計でHz/kHz/MHz/GHzをすばやく変換し、クロック回路、RFフロントエンド設計に使用
- アマチュア無線家がHF/VHF/UHFで交信する際に、kHz/MHz周波数を波長に変換し、ダイポールアンテナのサイズを計算
- オーディオエンジニアがサンプリングレート、フィルタカットオフ周波数、EQ帯域を処理する際に、Hz/kHzをすばやく変換
- WiFi/ブルートゥース/4G/5Gネットワーク最適化エンジニアがGHz周波数を波長、経路損失、ドップラーシフトの参考に変換
- 学生が物理の授業で波、音、電磁気学を学ぶ際に、周波数・周期・波長の変換宿題を行う
- 音楽プロデューサー/ミキシングエンジニアがイコライザー(EQ)でHz/kHz帯域(低周波80Hz、中周波1kHz、高周波10kHz)を調整
- スイッチング電源設計:65kHz/100kHz/200kHz/400kHzのスイッチング周波数に対応するEMIフィルタ選定
- MCU/組み込み開発時にシステムクロックを設定し、外部水晶8MHzをPLLで逓倍してシステム72/168/400MHzにする
- RFID/NFC開発者が13.56MHz、868/915MHzの搬送周波数とアンテナ整合回路を処理
- スペクトラムアナライザ/オシロスコープ使用時に、Hz/kHz/MHz/GHzの異なるスケール間で周波数ポイントをすばやく変換
- FM/AMラジオの受信周波数88~108MHz(FM)、530~1710kHz(AM)を同調数字に変換
- トランシーバー/アマチュア無線がVHF(144MHz)/UHF(430MHz)帯で波長を計算し、アンテナを選択
- 電子レンジの動作周波数2450MHz=2.45GHz、WiFi 2.4GHzと同じ周波数帯のため干渉に注意が必要
- PCB高速回路設計時に、信号のGHz級周波数から周期(ns)を計算し、等長配線マッチングを行う(1ns≈FR4基板上で15cm)
- 電力/電気技術者が50/60Hz商用周波数、インバータ出力周波数を処理する際の単位変換
- 超音波測距(40kHz)、超音波洗浄(28/40kHz)、医療用超音波(2~18MHz)の周波数選択
- 高速シリアルバス:USB 3.0 5Gbps、PCIe Gen3 8GT/s、SATA 6Gbpsに対応するGHz級クロック
- GPS L1帯域1575.42MHz、北斗B1 1561MHz、GLONASSなどの衛星航法周波数の変換
使い方
- 初期単位を選択
- 周波数値を入力
- 目標単位を選択
- 結果を読み取ってコピー
特徴
- 4つのSI周波数単位を完全カバー:ヘルツ(Hz)、キロヘルツ(kHz)、メガヘルツ(MHz)、ギガヘルツ(GHz)。商用周波数、可聴周波数から高周波、マイクロ波まですべての一般的なオーダーをカバー
- 双方向即時変換:いずれかの入力ボックスに数値を入力すると、他の単位がリアルタイムで連動計算され、変換ボタンをクリックする必要がなく、操作は非常に簡単
- 国際標準変換係数に基づく:1 kHz = 1000 Hz、1 MHz = 1000 kHz = 1,000,000 Hz、1 GHz = 1000 MHz = 10⁹ Hz、SI接頭辞の1000倍進法に厳密に準拠
- 科学的記数法の自動表示:HzとGHzの間は9桁のオーダーにわたるため、極小値/極大値は自動的に科学的記数法で表示され、ゼロの羅列を回避
- ブラウザローカル演算:すべての変換ロジックはフロントエンドJavaScriptで実行され、数値がデバイスから離れることはなく、ネットワークリクエストゼロ、サーバーログゼロ
- レスポンシブデザインでスマートフォン/タブレット/デスクトップに対応。アマチュア無線家、オーディオエンジニア、学生が実験する際にすばやく変換可能
- 小数と科学的記数法の入力に対応し、オーダーをまたぐ変換(例:2.4GHzからHz)も正確な結果を表示
- 波長、周期などの物理量と頭の中ですばやく関連付け、RFデバッグ、アンテナ設計、信号分析を支援
Best Practices
周波数単位を記述する際は大文字小文字に注意
kは小文字(kHz)、Mは大文字(MHz)、Gは大文字(GHz)、Hは大文字、zは小文字(Hz)。khz、mhz、ghzなどの不適切な表記を避けてください
MHz以上の高周波回路の配線では、インピーダンス整合(通常50Ω)、等長配線、電源デカップリング、完全なグランド基準平面
MHz以上の高周波回路の配線では、インピーダンス整合(通常50Ω)、等長配線、電源デカップリング、完全なグランド基準平面を考慮する必要があり、GHz級では伝送線路効果も考慮する必要があります
スペクトラムアナライザで周波数を測定する際は、分解能帯域幅(RBW)の設定に注意してください
RBWが小さいほど周波数精度は高くなりますがスキャンは遅くなります。信号帯域幅に応じて合理的に選択してください
周波数変換を行う際は周期T=1/fを同時に考えてください
例えば1kHz=1ms周期、1MHz=1μs、1GHz=1nsで、デジタル回路のタイミングデバッグに非常に役立ちます
無線システムで周波数を選択する際は、ISM免許不要帯域(433MHz、868MHz、915MHz、2.4GHz、5.8G
無線システムで周波数を選択する際は、ISM免許不要帯域(433MHz、868MHz、915MHz、2.4GHz、5.8GHz)と現地の規制による送信電力制限を考慮する必要があります
オーディオシステムでの周波数変換はオクターブ(octave)と併用できます
1オクターブ上げるごとに周波数は2倍になり(例えば1kHz→2kHz→4kHz→8kHz)、音楽の1オクターブに対応します
水晶発振器の選定では周波数許容誤差(ppm)に注意してください
通常品10~30ppm、TCXO 0.5~2ppm、OCXO 0.01ppmで、通信、USB、RTCの精度に影響します
高速デジタルシステムでは周波数と立ち上がり時間trの関係が伝送線路設計の必要性を決定します
tr<2×信号伝搬遅延の場合は伝送線路として処理する必要があります(GHz級はほぼすべて必要です)
よくある質問
周波数の基本単位は何ですか?変換関係はどうなっていますか?
周波数のSI基本単位はヘルツで、記号はHz。ドイツの物理学者ハインリッヒ・ヘルツ(Heinrich Hertz)にちなんで名付けられ、1Hzは毎秒1回の振動を表します(1Hz=1/s)。一般的な1000倍進法単位:1 kHz(キロヘルツ)= 1000 Hz = 10³ Hz;1 MHz(メガヘルツ)= 1000 kHz = 10⁶ Hz;1 GHz(ギガヘルツ)= 1000 MHz = 10⁹ Hz。各段階は1000倍の関係です。例えば2.4GHz = 2,400,000,000 Hz、中波AM放送1000kHz = 1MHzです。
周波数fと周期Tの関係は何ですか?
周波数と周期は逆数の関係にあります:T = 1/f、f = 1/T。周波数は毎秒の振動回数を表し、周期は1回の振動にかかる時間を表します。例えば50Hzの商用周波数に対応する周期T=1/50=0.02秒=20ミリ秒;1kHz信号の周期は1ms;1MHz信号の周期は1μs;1GHz信号の周期は1nsです。周波数が高いほど周期は短くなり、GHz級信号の周期はわずか1ナノ秒で、PCB配線長に非常に敏感です(1ns≈光速で30cmの伝搬距離)。
周波数と波長はどのように変換しますか?
電磁波の波長λと周波数fの関係:λ = c/f、ここでc≈3×10⁸m/s(光速)。例えばFM放送100MHzに対応する波長λ=3×10⁸/10⁸=3メートル;WiFi 2.4GHzに対応する波長は12.5cm;WiFi 5GHzに対応する波長は6cm;4G LTE 1.8GHzに対応するのは16.7cmです。波長はアンテナサイズを決定し(一般的なダイポールアンテナの長さ=λ/2またはλ/4)、周波数が高いほど波長は短くなり、アンテナを小さく作ることができます。
Hz級周波数(1~999Hz)はどのようなシナリオで使用されますか?
Hzは最も基礎的な周波数単位で、典型的な用途:商用電源周波数50Hz(中国/ヨーロッパ)、60Hz(アメリカ/日本);人間の耳に聞こえる周波数20Hz~20kHzの低周波数帯;音楽の標準音A4=440Hz;心拍数は正常60~100回/分≈1~1.7Hz;地震波は数Hz以下;脳波α波は8~13Hz;CPUの低級クロックである32.768kHzリアルタイムクロック水晶(RTC)はkHz級;機械振動、モーター回転数の周波数など。
kHz級周波数(1~999kHz)はどのようなシナリオで使用されますか?
kHzは以下をカバー:可聴周波数全帯域20Hz~20kHz;超音波洗浄/測距20kHz~200kHz;中波AM放送530~1710kHz;スイッチング電源の動作周波数は数十kHzから数百kHz(一般的な65kHz/100kHz/200kHz/400kHz);DC-DCコンバータ、フライバック/フォワードコンバータ;I²Sオーディオサンプリングレート44.1kHz/48kHz/96kHz/192kHz;RTC水晶32.768kHz;中間周波増幅器;PLC電力線搬送10~500kHz;生体電気信号収集。
MHz級周波数(1~999MHz)はどのようなシナリオで使用されますか?
MHzは非常に幅広い用途をカバー:FM放送88~108MHz;短波/超短波通信3~30MHz(HF)、30~300MHz(VHF);航空通信118~136MHz;トランシーバーVHF/UHF帯;RFID 13.56MHz(NFC)、868/915MHz;FMラジオ、TV放送;MCU/CPUクロックは数十MHzから数百MHz(STM32は一般的に72/168/400MHz);USB 480Mbps高速信号;ブルートゥース2.4GHz(GHz帯に入る);FM/FSK無線モジュール315/433MHz。
GHz級周波数(1GHz以上)はどのようなシナリオで使用されますか?
GHzは現代の高速通信とコンピューティングをカバー:WiFi 2.4GHz/5GHz/6GHz(Wi-Fi 6E);ブルートゥース2.4GHz;電子レンジ2.45GHz;4G LTE 700MHz~2.6GHz(一部はGHz帯);5G Sub-6GHz周波数帯とミリ波24~40GHz;衛星通信C/Ku/Kaバンド(4~40GHz);現代のPC/スマートフォンCPU 2~4GHzマルチコア;DDRメモリクロック1.6~6.4GHz;USB 3.x 5/10Gbps;PCIe/SerDes;レーダー、マイクロ波測距;UWB超広帯域3~10GHz。
人間の耳に聞こえる周波数範囲はどのくらいですか?オーディオサンプリングレートが44.1kHz/48kHzをよく使うのはなぜですか?
人間の耳に聞こえる範囲は約20Hz~20kHzです(年齢とともに高周波数は低下し、成人は通常15~17kHzまでしか聞こえません)。ナイキストのサンプリング定理によると、サンプリング周波数は信号の最高周波数の2倍より大きくなければ、歪みなく元の信号を再構築できません。CD音質のサンプリングレート44.1kHzは20kHzのオーディオをカバーでき(2×20k=40k<44.1k)、わずかな遷移帯域の余裕を持たせています;プロフェッショナルオーディオ/ビデオでは48kHzがよく使われます(ビデオフレームレートと同期);Hi-Resハイレゾオーディオでは88.2/96/192kHzを使用し、より多くの空気感と倍音を保持します。
水晶発振器(Crystal Oscillator)の一般的な周波数にはどのようなものがありますか?
一般的な水晶発振器の周波数:32.768kHz(RTCリアルタイムクロック、2^15で1秒に分周しやすい);8MHz、12MHz、16MHz(MCU/USB/AVRの古典的なクロック);11.0592MHz(シリアルポートボーレートの正確な分周用);25MHz(イーサネットMII);24MHz(USBフルスピード);27MHz(USBハイスピード、ビデオ);14.31818MHz(NTSCカラーサブキャリア派生、古いPCシステムクロック);48MHz(USB);50MHz(FPGA/PCIeリファレンスクロック)。
無線通信周波数帯におけるHz/kHz/MHz/GHzの典型的な区分は何ですか?
国際電気通信連合(ITU)の周波数帯区分:ELF極低周波<3kHz(電力/海底通信);VLF超長波3~30kHz(長波航法);LF長波30~300kHz(長波放送/AMヨーロッパ);MF中波300~3000kHz(中波AM放送530~1710kHz);HF短波3~30MHz(短波通信、ラジオSW帯);VHF超短波30~300MHz(FM放送88~108MHz、TV、トランシーバー);UHF極超短波300~3000MHz(4G、WiFi 2.4G、ブルートゥース、トランシーバー);SHFセンチメートル波3~30GHz(WiFi 5G、5G Sub-6、マイクロ波、衛星);EHFミリ波30~300GHz(ミリ波5G、レーダー)。
CPUのクロック周波数GHzは高いほど速いですか?クロック周波数、周期、命令実行の関係は何ですか?
CPUクロック周波数は毎秒のクロックサイクル数を表し、1GHz=毎秒10億個のクロックサイクルです。各クロックサイクルT=1/fはCPUの最も基本的な時間単位で、例えば3GHz CPUのサイクルは約0.33nsです。一般的に同じアーキテクチャのCPUではクロック周波数が高いほど実行速度は速くなりますが、異なるアーキテクチャでは単純にGHzを比較することはできません(例えばARMとx86ではサイクルあたりの命令数IPCが異なります)。オーバークロックはクロック周波数をGHz級のより高い値に上げることですが、発熱と消費電力が増加します。近年はマルチコア+IPC向上が、単純にGHzを上げるよりも一般的になっています。
このツールはどの周波数単位をサポートしていますか?なぜTHz、rpm、BPMがないのですか?
このツールは4つのSI周波数単位をサポートしています:Hz(ヘルツ)、kHz(キロヘルツ)、MHz(メガヘルツ)、GHz(ギガヘルツ)。電子工学、無線、オーディオ、通信の日常的な使用シナリオの99%以上をカバーしています。THz(テラヘルツ=10¹²Hz)は主にテラヘルツ分光、セキュリティイメージングなどの非常に専門的な研究分野で使用されます;rpm(回転/分)は機械的な回転数の単位で、1rpm≈0.0167Hz、機械分野に属します;BPM(拍/分)は音楽のビート単位で、正常60~180BPM≈1~3Hzです。今後高周波数のニーズがあれば追加を検討します。
用語集
- ヘルツ(Hz)
- 周波数のSI基本単位で、1Hz=1回/秒=1s⁻¹。1887年に電磁波の存在を初めて実験で実証したドイツの物理学者ハインリッヒ・ヘルツにちなんで名付けられました。
- kHz(キロヘルツ)
- 1kHz=1000Hz=10³Hz。可聴周波数帯、スイッチング電源、超音波、AM中波放送、RTCリアルタイムクロック水晶などをカバーします。
- MHz(メガヘルツ)
- 1MHz=1000kHz=10⁶Hz。FM放送、VHF/UHFトランシーバー、MCUクロック、RFID/NFC、CPUの初期クロックなどをカバーします。
- GHz(ギガヘルツ)
- 1GHz=1000MHz=10⁹Hz。WiFi/ブルートゥース、4G/5G通信、現代のCPU/GPU/SoCクロック、レーダー/マイクロ波、高速シリアルバスなどをカバーします。
- 周期(Period)
- 1回の完全な振動にかかる時間で、記号はT、単位は秒(s)、T=1/fです。周波数が高いほど周期は短くなり、50Hz商用周波数の周期は20ms、1GHzの周期は1nsです。
- 波長(Wavelength)
- 波が1周期内に伝搬する距離で、記号はλ、λ=c/f(電磁波ではc=光速≈3×10⁸m/s)。アンテナサイズを決定します(一般的にλ/2またはλ/4を使用)。
- ナイキストの定理
- サンプリング定理:サンプリング周波数は信号の最高周波数の2倍より大きくなければ(fₛ≥2fₘₐₓ)、サンプリングデータから歪みなく元の信号を再構築できず、デジタルオーディオは40kHz以上でなければならないことを決定します。
- 角周波数(Angular Frequency)
- ω=2πf、単位はrad/s。正弦交流電気、交流回路の誘導性リアクタンス・容量性リアクタンスの計算に使用されます。このツールの周波数fとは2π倍の差があります。
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