Все схемы усилителей, которые мы обсудили, дают нелинейные искажения; из-за них выходной сигнал не является точной копией синусоидального входного сигнала, его форма в большей или меньшей степени искажена. В частотном спектре идеального синусоидального сигнала присутствует только одна составляющая — основная гармоника с частотой, равной частоте синусоиды. При наличии нелинейных искажений в спектре выходного сигнала, кроме основной появляются гармоники более высокого порядка. Например, если на вход усилителя подается синусоида с частотой 100 Гц, то в спектре выходного сигнала также будет присутствовать составляющая с частотой 100 Гц (основная гармоника), но кроме нее появятся и дополнительные гармоники: вторая — 200 Гц, третья — 300 Гц, четвертая — 400 Гц, и т.д.

Напряжение составляющих, появившихся вследствие нелинейных искажений синусоидального сигнала, выражается в процентах от полного напряжения сигнала и называется полным коэффициентом гармонических искажений (THD, Total Harmonic Distortion). Так, если усилитель дает на выходе 10 В, а напряжение продуктов нелинейных искажений равно 10 мВ, то полный коэффициент гармонических искажений усилителя равен 0,1% (THD 0,1%). Хотя коэффициент гармонических искажений является общепринятым техническим параметром усилителей, более подробный анализ гармонических искажений требует ответа на вопрос: какие гармоники создаются усилителем. Вторая и третья гармоники

сигнала не настолько неприятны на слух, как гармоники более высокого порядка— пятая, седьмая и девятая. В самом деле, 10% нелинейных искажений на второй гармонике менее заметны при прослушивании музыки, чем 0,5% искажений на седьмой гармонике. Мы видим, что сам по себе полный коэффициент гармонических искажений мало говорит о качестве звучания аппарата. Разные усилители дают разный спектр гармонических искажений, что во многом объясняет различие в характере их звучания.

Еще один вид нелинейных искажений, возникающих в усилителях, называется интермодуляционными искажениями. Если на вход усилителя поступает сигнал, состоящий из двух синусоид с разными частотами, то в спектре выходного сигнала будут присутствовать составляющие с этими частотами, но кроме них также составляющие с суммарными и разностными частотами. Например, пусть сигнал на входе состоит из двух синусоид с частотами 100 Гц и 10 кГц, тогда на выходе мы получим составляющие с частотами 100 Гц и 10 кГц, а также 9,9 кГц (разность между 10 кГц и 100 Гц) и 10,1 кГц (сумма 100 Гц и 10 кГц). Вообще говоря, при усилении двухтонального сигнала интермодуляционные искажения дают частотный спектр с бесконечным числом составляющих. Как и полный коэффициент гармонических искажений, коэффициент интермодуляционных искажений выражается в процентах мощности продуктов искажений относительно мощности выходного сигнала.

Усилители могут изменять и временную функцию усиливаемого звукового сигнала, в особенности это касается быстро меняющихся сигналов. Такие искажения называется ограничением скорости нарастания. Подобного рода искажения возникают в том случае, когда входной сигнал нарастает настолько быстро, что усилитель оказывается не способен достаточно быстро на него реагировать. Скорость нарастания усилителя измеряется в вольтах на микросекунду (В/мкс). Этот параметр показывает, на какую величину может измениться выходное напряжение за 1 мкс. Если скорость нарастания усилителя 20 В/мкс, а входной сигнал содержит составляющие, изменяющиеся с более высокой скоростью, то усилитель будет искажать динамическую структуру звука.