Tất cả đơn vị tần số

Cách chuyển đổi đơn vị tần số?

Tần số đo số chu kỳ hoặc dao động trong một đơn vị thời gian. Công cụ này sử dụng các tiền tố SI tiêu chuẩn để chuyển đổi giữa hertz, kilohertz, megahertz, gigahertz và vòng trên phút.

Nhập giá trị, chọn đơn vị nguồn và chọn đơn vị đích. Công cụ hiển thị tất cả các đơn vị tương đương cùng lúc để dễ tham khảo.

Câu Hỏi Thường Gặp

Công cụ chuyển đổi tần số này hỗ trợ những đơn vị nào?

Công cụ hỗ trợ bốn đơn vị tần số tiêu chuẩn có tiền tố SI (Hz, kHz, MHz, GHz) cùng với vòng quay mỗi phút (RPM). Hertz là đơn vị SI bằng một chu kỳ trên giây, được định nghĩa là nghịch đảo của giây SI. Các tiền tố tuân theo thang thập phân nghiêm ngặt: 1 kHz = 10^3 Hz, 1 MHz = 10^6 Hz, 1 GHz = 10^9 Hz. RPM được bao gồm vì đây là đơn vị tần số quay chủ đạo trong kỹ thuật cơ khí, ô tô và công nghiệp. Công cụ không bao gồm các đơn vị lỗi thời như chu kỳ trên giây (cps, đã bị bỏ năm 1960), tần số góc rad/s, hay số sóng cm^-1 — những đại lượng cần ngữ cảnh thêm để chuyển đổi đúng.

Hệ số chuyển đổi chính xác giữa Hz và RPM là bao nhiêu?

1 Hz bằng đúng 60 RPM, vì một chu kỳ trên giây tương đương sáu mươi chu kỳ trên phút. Ngược lại, 1 RPM = 1/60 Hz, khoảng 0,01666... Hz. Hệ số này chính xác tuyệt đối vì cả hai định nghĩa đều dựa trên giây SI. Vì vậy, một mâm đĩa chạy 33 1/3 RPM tương ứng đúng 0,5555... Hz, và động cơ ô tô 6000 RPM tương ứng đúng 100 Hz. Lưu ý rằng RPM đo tần số quay chứ không phải tần số góc; để chuyển RPM sang rad/s, nhân với 2*pi/60, xấp xỉ 0,10472. Công cụ này phân biệt rõ hai khái niệm và chỉ làm việc với tần số thường.

Khi nào nên dùng kHz, MHz hay GHz?

Dùng kHz cho âm thanh (tai người nghe 20 Hz đến 20 kHz, lấy mẫu CD 44,1 kHz), radio AM (530 đến 1700 kHz) và siêu âm dưới 1 MHz. Dùng MHz cho radio FM (88 đến 108 MHz), VHF/UHF, CPU đời cũ và siêu âm y tế (1 đến 18 MHz). Dùng GHz cho CPU hiện đại (2 đến 5 GHz), Wi-Fi (2,4, 5 và 6 GHz), mạng 5G (3,5 GHz đến sóng milimet 28+ GHz), truyền thông vệ tinh và radar. Nguyên tắc thực tế là chọn tiền tố giữ giá trị số nằm trong khoảng 1 đến 1000 để dễ đọc và tránh số mũ mơ hồ trong tài liệu kỹ thuật.

Độ chính xác của phép chuyển đổi và cách làm tròn?

Bên trong, các phép chuyển đổi dùng số dấu chấm động 64 bit, đạt khoảng 15 đến 17 chữ số có nghĩa. Với việc đổi giữa các tiền tố mét (Hz sang kHz sang MHz), phép tính chính xác tuyệt đối trong hệ thập phân vì hệ số là lũy thừa của mười; sai số làm tròn chỉ xuất hiện khi hiển thị. Với RPM, hệ số 60 cũng chính xác. Trong thực tế, hiển thị 4 đến 6 chữ số có nghĩa cho công việc kỹ thuật và 2 đến 3 cho dùng thông thường. Tránh hiển thị nhiều chữ số hơn dữ liệu cho phép: nếu bạn đo 100 Hz với 2 chữ số có nghĩa thì hiển thị 6000,000 RPM ngụ ý độ chính xác giả.

Tại sao tần số đo được lệch khỏi giá trị danh định?

Mọi bộ dao động thực đều bị trôi. Tinh thể thạch anh thường có dung sai +/-20 đến +/-100 phần triệu (ppm), nghĩa là tinh thể 10 MHz danh định có thể chạy giữa 9,999 và 10,001 MHz. Nhiệt độ, lão hóa và điện dung tải đều làm dịch tần số thực. Điện lưới danh định 50 hoặc 60 Hz nhưng có thể dao động +/-0,5 Hz tức thời theo tải; mức trung bình dài hạn được vận hành lưới duy trì chặt chẽ. Cho công việc độ chính xác cao, bộ dao động được GPS kỷ luật (GPSDO) và chuẩn rubidi đạt độ ổn định 10^-11. Công cụ giả định đầu vào là chính xác; nếu nghi ngờ bị trôi, hãy đo bằng máy đếm tần số tham chiếu chuẩn.

Khác biệt giữa tần số và tần số góc?

Tần số f đo bằng hertz (chu kỳ mỗi giây). Tần số góc omega đo bằng radian mỗi giây và bằng 2*pi*f. Cả hai mô tả cùng một dao động nhưng bằng ngôn ngữ toán khác nhau: f tự nhiên khi đếm sự kiện, còn omega tự nhiên trong giải tích vì đạo hàm của sin(omega*t) là omega*cos(omega*t) không có thừa số 2*pi thêm vào. Tín hiệu 60 Hz có omega = 376,99 rad/s. Sách giáo khoa vật lý thường dùng omega; bảng dữ liệu kỹ thuật và thông số tiêu dùng hầu như luôn dùng f. Công cụ này chỉ làm việc với f; hãy nhân hoặc chia cho 2*pi nếu cần omega.

Hertz được định nghĩa thế nào trong hệ SI hiện đại?

Hertz là đơn vị SI dẫn xuất bằng s^-1, trong đó giây được định nghĩa từ năm 1967 là đúng 9.192.631.770 chu kỳ bức xạ ứng với chuyển dịch giữa hai mức siêu tinh tế của trạng thái cơ bản của caesium-133 (tại 0 K). Sau khi tái định nghĩa SI năm 2019, giây vẫn neo vào caesium, nhưng các đơn vị cơ bản khác được tái định nghĩa qua các hằng số cơ bản cố định. Do đó hertz là một trong những đơn vị có thể hiện thực chính xác nhất trong vật lý: các chuẩn sơ cấp đạt độ bất định tương đối dưới 10^-16. NIST ở Mỹ và BIPM trên thế giới điều phối các thang TAI và UTC làm mốc cho mọi đo lường tần số.

Khi nào hệ tiền tố SI hết hữu dụng cho tần số?

Các tiền tố SI bao phủ từ 10^-30 đến 10^30, đủ cho mọi tần số vật lý, nhưng cách dùng thực tế bị phá vỡ ở các cực trị. Dưới 1 Hz, nhà khoa học dùng milihertz (mHz, sóng não, thủy triều), microhertz (dao động địa vật lý), thậm chí nanohertz (nền sóng hấp dẫn từ các cặp lỗ đen siêu khối lượng). Trên 1 THz (10^12 Hz), 'khoảng trống terahertz' từng thiếu nguồn và đầu dò tốt; tần số quang học (~10^14 Hz, ánh sáng nhìn thấy) thường biểu diễn bằng bước sóng nanomet. Tia gamma (~10^20 Hz) hầu như luôn báo cáo bằng năng lượng photon đơn vị MeV hay GeV. Công cụ này cố ý giới hạn ở dải kHz đến GHz cộng với RPM — những đơn vị mà 99% người dùng cần.

Units

Hertz (Hz)

Hertz là đơn vị tần số SI, bằng một chu kỳ trên giây. Được đặt theo tên Heinrich Hertz, nó dùng để đo tần số âm thanh (thính giác con người từ 20 Hz đến 20.000 Hz), tín hiệu điện và tốc độ xung nhịp bộ xử lý.

Kilohertz (kHz)

Bằng 1.000 hertz, kilohertz thường được dùng cho tần số âm thanh và phát sóng radio AM. Tần số lấy mẫu âm thanh thường được biểu thị bằng kHz, như 44,1 kHz cho âm thanh chất lượng CD hoặc 48 kHz cho video chuyên nghiệp.

Megahertz (MHz)

Bằng 1.000.000 hertz, megahertz đo tần số radio FM (88-108 MHz), tốc độ bộ xử lý máy tính đời đầu và các băng tần liên lạc không dây. Wi-Fi hoạt động ở 2.400 MHz (2,4 GHz) và 5.000 MHz (5 GHz).

Gigahertz (GHz)

Bằng 1.000.000.000 hertz, gigahertz là đơn vị tiêu chuẩn cho tốc độ bộ xử lý hiện đại. CPU hiện tại hoạt động từ 2-5 GHz, trong khi mạng di động 5G sử dụng tần số từ 0,6 đến 39 GHz.

Vòng trên phút (RPM)

RPM đo tần số quay, đếm số vòng quay hoàn chỉnh mỗi phút. Ổ cứng quay ở 5.400-7.200 RPM, động cơ ô tô chạy không tải ở 600-1.000 RPM, và máy giặt quay ở 800-1.600 RPM trong chu kỳ vắt cuối.

Các chuyển đổi tần số phổ biến