kHz – Kilohertz : fréquence en milliers de cycles par seconde
Le kilohertz (kHz) est une unité de fréquence équivalente à 1 000 hertz. Dans le domaine de l’électronique et des télécommunications, cette unité est utilisée pour exprimer des fréquences de signaux électriques, d’ondes radio, d’oscillateurs, et bien d’autres phénomènes périodiques. Le préfixe « kilo » indique que l’on travaille ici avec des milliers de cycles par seconde.
Dans ce post, nous allons explorer ensemble comment le kHz intervient dans les circuits électroniques, à quoi il sert concrètement, et pourquoi il est essentiel de bien comprendre son usage dans vos conceptions ou diagnostics.
Applications pratiques du kHz
Le kilohertz est omniprésent dans de nombreux domaines techniques :
- Transmission audio : Les fréquences audio analogiques sont souvent exprimées en kHz. Par exemple, une fréquence de coupure d’un filtre passe-bas pour une enceinte peut être à 3 kHz.
- Oscillateurs et microcontrôleurs : Certains oscillateurs basse fréquence fonctionnent à 32,768 kHz — une valeur utilisée dans les montres électroniques pour des raisons de division binaire simple (2¹⁵ = 32 768).
- Modulation AM : Les stations de radio AM diffusent typiquement dans la bande 530 kHz à 1700 kHz.
- Balayages et PWM : Les signaux de modulation de largeur d’impulsion (PWM) utilisés en commande moteur peuvent fonctionner à des fréquences de 5 à 50 kHz selon les besoins de la charge.
Conversion et relation avec d’autres unités
Comprendre les conversions est fondamental pour lire correctement les datasheets ou programmer des équipements :
| Unité | Équivalent en kHz |
|---|---|
| 1 Hz | 0,001 kHz |
| 1 kHz | 1 kHz |
| 1 MHz | 1 000 kHz |
| 1 GHz | 1 000 000 kHz |
Exemples techniques concrets
Voici quelques cas concrets d’utilisation du kHz dans les systèmes réels :
- Filtrage actif audio : Un filtre passe-bas basé sur un ampli op (type Sallen-Key) est souvent conçu avec une fréquence de coupure entre 2 et 4 kHz pour atténuer les hautes fréquences indésirables dans un signal voix.
- Horloge d’un microcontrôleur : Une horloge interne à 8 kHz peut être utilisée pour la temporisation de base dans les modules de veille basse consommation.
- Mesure de fréquence avec un oscilloscope : Si un signal sinusoidal présente une période de 0,5 ms (millisecondes), on en déduit facilement une fréquence de 2 kHz (1/0,0005 = 2000 Hz).
Dans certains circuits analogiques sensibles, l’usage de fréquences au-delà de 10 kHz permet d’éloigner le bruit audible de l’utilisateur. À l’inverse, dans les systèmes à très basse consommation, descendre à quelques kilohertz réduit les pertes énergétiques liées aux commutations.
Enfin, il est fréquent de rencontrer des modules de communication sans fil bas débit (comme certains émetteurs 433 kHz) qui exploitent des sous-bandes radio spécifiques dans le spectre en kHz, souvent pour des usages domestiques comme les télécommandes, la domotique ou les détecteurs de mouvement.
Demain, nous verrons comment le MHz – Mégahertz – prend le relais du kHz dans les systèmes à haute fréquence, notamment en radiofréquence et dans les microprocesseurs.
