Tutte le volte che i valori di un rapporto lineare d’alcune unità di misura superano diverse ordini di grandezza, è comodissimo ridurre la gamma dei valori rappresentandoli in scala logaritmica.
In particolare le rappresentazioni di valori espressi in unità logaritmiche, trovano largo impiego nei seguenti scenari: Elettronica, Radio, TV, Telefonia, Antenne, audio, acustica ambientale.
Si utilizza il decibel (dB) per rappresentare in scala logaritmica rapporti di tensioni e potenze d’onde elettromagnetiche o pressioni e potenze d’onde meccaniche.
La notazione dB senza nessuna lettera aggiuntiva è una grandezza relativa e rappresenta in scala logaritmica un rapporto di grandezze omogenee; è un numero puro non ha quindi una dimensione fisica. Esempio il valore di attenuazione o guadagno che subisce un onda.
Diventa un valore assoluto di una grandezza fisica e quindi ha dimensioni fisiche, quando il rapporto è riferito ad un preciso valore assoluto, detto di riferimento. In questo caso alla notazione dB è associata un’altra lettera. Ecco alcuni esempi:
Per ognuno dei valori di riferimento esiste un “perché” ed una normativa associata ad esso
dBspl
Penso che la domanda si riferisca allo scenario acustico ambientale dove nella divulgazione esiste un po’ di confusione e conviene fare subito due precisazioni:
* Ciò che nel linguaggio comune si usa chiamare “intensità sonora ” (potenza media per aerea unitaria) corrisponde piuttosto al livello di pressione sonora, tecnicamente ben distinto dal vettore intensità acustica(1).
* Spesso il termine dB che è una grandezza relativa è diffuso come un valore assoluto senza che sia aggiunto, ai dB, un’altra lettera come da normative.
Vediamo se si riesce a fare un pò di chiarezza.
L’apparato ricevente audio umano risponde ad una pressione sonora che è dovuta alle vibrazioni dell’aria provocate dalla sorgente sonora. La pressione atmosferica subisce, per effetto delle vibrazioni, delle piccole fluttuazioni intorno al valore d’equilibrio. L’ammontare della parte fluttuante o più precisamente il suo valore quadratico medio ( valore efficace ) è la pressione misurata in Pascal (Newton al metro quadrato).
In base a valori statistici l’ascoltatore medio ha una sensibilità per percepire variazioni di livelli di pressione dell’ordine dei micro Pascal. Si è scelto pertanto, come riferimento, la pressione di 20 μPa alla frequenza di 1000 Hz, che corrisponde al minimo valore convertibile in sensazione sonora soggettiva alla media delle generalità delle persone normali d’età compresa fra i 18 e 38 anni.
Fu anche statisticamente misurato il valore di pressione massima che provoca sensazioni di dolore corrispondente a circa 20 Pa.
Quindi la dinamica del ricevitore orecchio umano copre ( rapporto tra il valore massimo e minimo di pressione ) ben sei ordini di grandezza, ( 20/0,00002) da qui la comodità di esprimere la misura del livello di pressione in scala logaritmica.
Si è definito il dBspl, unità di misura di livello di pressione sonora ,come il rapporto tra il valore medio della variazione di pressione integrata su un tempo determinato e la variazione di livello di pressione stabilito come minimo cioè i 20 micro Pascal
dB(A)
Se l’orecchio umano avesse avuto una risposta ampiezza verso frequenza costante cioè piatta, le cose sarebbero state più semplici.
In realtà l’orecchio ha la massima sensibilità tra 800 ed i 2000 Hz ed attenua fortemente suoni al di sotto dei 400 Hz. Ciò significa che un suono a bassissima frequenza (decine di Hz) per essere percepito deve avere una variazione di pressione di migliaia di volte più grande rispetto alla minima pressione di 20μPa a 1000Hz.
Una macchina che emette un disturbo in una banda attorno alle centinaia di Hz di 90 dBspl, causa sicuramente minor fastidio di una macchina che emette una pressione sonora minore di centinaia di volte ma attorno alla frequenza di un migliaio di Hz.
Non solo l’orecchio umano reagisce alle varie frequenze in modo diverso, ma per complicare le cose, la risposta ampiezza verso frequenza non è lineare e varia in funzione del valore medio di rumorosità dell’ambiente.
Da qui l’esigenza di trovare un metodo, una misura di livello di pressione come un valore che simulasse più verosimilmente l’apparato uditivo umano.
Per fare ciò fu importante la conoscenza delle percezioni “dell’orecchio più cervello” verso frequenza.
Nel 1933 fu pubblicato un fondamentale studio sulla sensazione sonora, realizzato, presso i soliti laboratori della BELL Telephone, da Fletcher e Munson(2). Questo studio, in seguito ulteriormente perfezionato, è oggi alla base delle curve di sensazione rappresentate nel grafico che segue:
Sono state ricavate elaborando i dati su un campione statistico sottoposto ad una serie di suoni prodotti in una camera anecoica(3).
Questi grafici permettono di avere un riferimento, su come l’orecchio umano reagisce alle diverse frequenze in termini di pressione sonora percepita. Si osserva che l’orecchio ha una percezione diversa dell’intensità sonora al variare della frequenza.
Le curve isofoniche sono dette tali in quanto indicano il valore di dBspl necessario per percepire un suono sempre allo stesso volume lungo ogni curva. La frequenza di riferimento per ogni curva è 1KHz e a tale frequenza, il valore di dBspl è pari al valore che identifica una particolare curva e che prende il nome di phon.
Per esempio la curva isofonica a 40 phon è quella che a 1 KHz ha un’ampiezza di 40 dBspl, ma a 20 Hz ha 90dBspl.
Per far sì che una misura strumentale di pressione sonora fosse il più possibile simile alla sensazione sonora dell’orecchio umano, servirebbe abbinare allo strumento di misura, dei dBspl, ben 13 filtri ognuno avente l’andamento rovesciato della risposta ampiezza verso frequenza dell’orecchio umano in base ai valori dei phons ambientali.
In pratica a tutto oggi si misura il livello di pressione dopo aver inserito 4 tipi di equalizzazione normalizzate detti filtri di tipo: A, B, C e D.
I livelli di pressione pesati o ponderati, misurati a valle d’inserzione dei detti filtri s’indicano in: dB(A), dB(B), dB(C), dB(D) oppure senza parentesi semplicemente dBA.
Vediamo brevemente quando si utilizzano.
dBA: La curva di risposta del circuito corrisponde alla curva isofonica a 40 phons dell’orecchio umano e consente misure accurate di pressioni sonore modeste come quelle generate nell’ambito di una normale conversazione. E’ il filtro più usato per parecchie leggi d’inquinamento acustico.
dBB: La curva di risposta del circuito corrisponde alla curva a 70 phons dell’orecchio umano. È adatto a misure di pressioni sonore comprese tra i 55 e gli 85 dBspl
dBC: La curva ha una di risposta quasi piatta. È adatto a letture di valori maggiori di 85 dBspl
dBD: Adibito a misure di pressioni sonore molto elevate, aeroporti ecc.
In tabella la funzione di trasferimento espressa in dB ( numero relativo,rapporto di potenze, tensioni o pressioni meccaniche) dei filtri equalizzatori inseriti nello strumento per indicare una misura prossima il più possibile alla senzazione dell’orecchio umano. 
Note
1)Si chiama intensità acustica la grandezza vettoriale che rappresenta il flusso d’energia trasportata da un’onda acustica per unità di superficie e tempo; il suo modulo è espresso in watt/metro quadrato. Come strumentazione, in data d’oggi, siamo capaci di misurare la variazione di pressione sonora e non lo spostamento dell’onda funzione della potenza.
Nota la variazione di pressione, conoscendo la densità del fluido interessato (Kg/m3) prima che la sorgente emetta il suono e la velocità dell’onda, si può risalire all’intensità acustica (W/m2) ed alla potenza dell’onda (W).
2) Lo studio fu affrontato in modo scientifico, tanto che nacque una nuova disciplina, la psicoacustica, Numerose persone furono sottoposte ai test e ne furono raccolte le dichiarazioni delle loro sensazioni. Furono verificate le sensazioni riguardo all’ampiezza dei suoni quello che fu comunemente detto “il volume” – rispetto alla frequenza del suono. Le curve del grafico sono, infatti, anche dette curve d’isofonia ad intendere che ogni curva rappresenta un certo “volume” percepito. Per definire la tabella è stata scelta la frequenza di riferimento di 1000 Hz. Il valore di livello di pressione sonora (in dB spl) assunto da ogni curva isofonica (curva d’uguale sensazione) alla frequenza di 1000 Hz definisce il livello di sensazione sonora in phon.
3) Tale camera è progettata con lo scopo di attenuare in modo drastico qualsiasi rumore esterno e di ridurre al minimo le riflessioni sulle pareti in modo che l’ascoltatore sia raggiunto unicamente dal segnale diretto.
In natura è impossibile percepire una pressione di 20 μPa, poiché gli ambienti cosiddetti silenziosi hanno un rumore di fondo di decine di phons.
In una camera anecoica si possono raggiungere valori di -30 phons e vi posso garantire che il silenzio assoluto è terribile. Anni fa,presso il laboratorio audio della Philips di Monza, persi la cognizione del tempo rimanendo chiuso per motivi di lavoro, solo per alcune ore in una camera anecoica. Sentire il rumore del battito delle vene nel silenzio assoluto è una sensazione strana ed allo stesso tempo fastidiosa.
Per approfondire:
http://www.audiomaster.it/tutorial/introduzionepsicoacustica.htm