Frequenzeinheiten: Überblick und Umrechnungsfaktoren
Hertz, Kilohertz, Megahertz, Gigahertz – Elektronik, Funk und Maschinenbau
Die Frequenz beschreibt, wie oft ein periodischer Vorgang pro Zeiteinheit wiederholt wird. Die SI-Einheit der Frequenz ist das Hertz (Hz), benannt nach Heinrich Rudolf Hertz, dem deutschen Physiker, der 1886 als erster Radiowellen experimentell erzeugte und nachwies. 1 Hz bedeutet genau ein Ereignis pro Sekunde. Der Kehrwert der Frequenz ist die Periodendauer: T = 1/f. Bei 50 Hz Netzfrequenz dauert eine Schwingung genau 1/50 Sekunde = 20 Millisekunden.
Im Bereich Elektronik und Computer sind Kilohertz (kHz), Megahertz (MHz) und Gigahertz (GHz) die gebräuchlichen Einheiten. Prozessoren moderner Computer takten mit 3–5 GHz – das bedeutet 3 bis 5 Milliarden Taktzyklen pro Sekunde. WLAN-Router funken auf 2,4 GHz und 5 GHz. USB 3.0 überträgt Daten mit 5 GHz Taktfrequenz. RAM-Speicher hat Taktfrequenzen von 2.400–6.400 MHz. Quartzoszillatoren in Uhren schwingen typischerweise mit 32.768 Hz (2¹⁵ Hz), was durch Frequenzteilung einen sekundengenauen Takt ergibt.
Im Funkwesen und Mobilfunk sind die Frequenzbänder präzise definiert. UKW-Radio: 87,5–108 MHz. DAB+ Digitalradio: 174–230 MHz. GSM (2G): 900 und 1.800 MHz. LTE (4G): 700 MHz bis 2,6 GHz. 5G-NR: 600 MHz bis 100 GHz (Sub-6-GHz und Millimeterwellen). WLAN (2,4 GHz) hat bessere Reichweite als 5-GHz-WLAN, das dafür höhere Datenraten ermöglicht. Bluetooth nutzt ebenfalls das 2,4-GHz-Band mit Frequenzsprüngen (Frequency Hopping).
Umdrehungen pro Minute (RPM) sind technisch ebenfalls eine Frequenz: 1 RPM = 1/60 Hz. RPM wird für rotierende Maschinen wie Motoren, Getriebe, Lüfter und Turbinen verwendet. PKW-Motoren laufen im Leerlauf bei 700–900 RPM, bei maximaler Leistung bei 4.000–7.000 RPM. Elektromotoren für Werkzeuge können 30.000 RPM erreichen (z.B. Dremel). Festplattenlaufwerke drehen mit 5.400 oder 7.200 RPM. Turbolader erreichen bis zu 300.000 RPM.
Im Audiobereich wird Frequenz in Hz angegeben. Das menschliche Gehör nimmt Frequenzen von ca. 20 Hz bis 20.000 Hz wahr. Unter 20 Hz spricht man von Infraschall, über 20.000 Hz von Ultraschall. Der Ton A4 (Kammerton) hat genau 440 Hz – internationaler Standard seit 1939. Bass-Töne: 20–250 Hz. Mitten: 250–4.000 Hz. Höhen: 4.000–20.000 Hz. Ultraschall in der Medizin (Sonografie) verwendet 1–20 MHz, Industrieultraschall für Schweißen und Reinigung 20–60 kHz. Mit unserem Frequenz-Umrechner konvertieren Sie alle Einheiten schnell und präzise.