Op het rooster wordt een mooi sinusvormig signaal gezet, maar op de anode is het signaal vervormd. het is goed te zien dat de vervorming ontstaat door de niet-lineaire werking van de versterkerbuis.

Bij een asymmetrische trap (een voorversterkertrap of een eindtrap in single ended configuratie) ontstaan er vooral even harmonischen.

Waarom worden die harmonischen "even" genoemd? We kijken daarom naar de tweede grafiek: we hebben het origineel signaal en het uigangssignaal (sterk vervormd).

Als we een harmonisch signaal bijtekenen op het dubbele van de grondfrekwentie, dan zien we dat deze frekwentie goed overeenkomt met de vervorming die ontstaan is. Dit signaal is niet aanwezig aan de bron, maar wordt opgewekt door het versterkend element zelf.

Gunstige effekten van de harmonische vervorming

Een ander effekt is dat de vervorming ons in staat stelt tonen te horen die de versterker om de ene of andere reden niet kan weergeven! Dat is echt ongelofelijk, en bepaalde radio's werden zodanig ontworpen om zo optimaal gebruik te maken van dit fenomeen (verder behandeld op de pagina van de intermodulatievervorming).

Onderdrukken van de harmonische vervorming

Een eerste, zeer slimme methode, is een tegengestelde vervorming opwekken in de voortrap. Deze vervorming in één richting wordt teniet gedaan door de vervorming in de eindtrap. Men bestrijd als het ware het kwade door het kwade. Zo zien we dat veel voortrappen in radiotoestellen met veel te lage anodespanning werken, deze instelling wordt vaak "starved" genoemd. Daardoor ontstaat er een vervorming, die de vervorming in de eindtrap wegwerkt. Het is niet mogelijk de vervorming van de eindtrap zelf aan te pakken, want de signaalamplitude is te groot, en hoe men de eindtrap ook polariseert, er is altijd vervorming. In regelsystemen wordt zo'n correctie "voorwaartse regeling" genoemd. Hier wordt het verschil tussen voorwaartse regeling en tegenkoppeling uitgegeld bij versterkers.

De schakeling links komt uit een lampenradio die zo goedkoop mogelijk gemaakt moest worden (geen voedingstransfo en componenten die juist toereikend waren). De triodetrap werkt bewust op een te lage anodespanning, waardoor er vervorming ontstaat. Deze vervorming compenseert echter gedeeltelijk de vervorming van de eintrap. De complete radio wordt hier besproken.

Een tweede systeem is tegenkoppeling toe te passen. Men voert een deel van de uitgangsspanning terug naar de ingang, en de voortrap van de versterker vergelijkt de (correcte) ingangspanning met de uitgangsspanning en stuurt de versterker als het ware bij om de vervorming te verminderen. Dit is een oplossing die niet zo graag gehanteerd wordt in radiotoestellen, want daardoor wordt de versterking van het systeem verlaagd, waardoor men een extra versterkerelement nodig heeft. De tegenkoppeling wordt hier verder besproken.

Naast de tweede harmonische hebben we ook harmonischen van een hogere orde. Deze harmonischen ontstaan doorgaans in het muziekinstrument zelf (dit is het verschil tussen een blokfluit en een viool)

De harmonischen die in de versterker ontstaan zwakken doorgaans zeer sterk af met de frekwentie, behalve als de versterker echt overstuurd is. Dit is bijvoorbeeld het geval met een gitaarversterker, die speciaal ontworpen is om mooi te klinken als die overstuurd is. Omdat een buizenversterker niet plots gaat clippen bij een oversturing worden dergelijke versterkers geprefereerd door musikanten.

De figuur links toont de vervorming door een signaal van tweede en achtste harmonische. Voor zover de achtste harmonische nog binnen het audiospectrum ligt is de vervorming sterker hoorbaar bij een hogere harmonische (bij eenzelfde amplitude), maar in de praktijk worden de hogere harmonischen zwakker en zwakker.

Tot nu toe hebben we het enkel gehad over even harmonischen (waarvan de tweede harmonische vervorming de meest aanwezige is). Maar als men deze vervorming probeert te onderdrukken door de eindtrap in balansvorm uit te voeren, dan krijgen we... oneven harmonischen!

Bij een symmetrische versterker zoals een typische balansversterker heeft men ook symmetrische vervormingen. Hier is het signaal zowel aan de bovenkant als aan de onderkant vervormd. Bij een slecht ingestelde versterker heeft men ook nog overnamevervorming (crossover), maar dit laten we opzij.

Er dient wel gezegd te worden dat de balansversterker een signaal zal leveren dat veel meer gaaf is (ten opzichte van een single ended versterker), en de vervorming pas zal optreden als we in de buurt komen van het maximaal vermogen dat de versterker kan leveren.

Er wordt vaak gezegd dat de oneven harmonischen meer storend zijn dan even harmonischen, daarom dat puristen de voorkeur geven aan single ended versterkers. Eerlijk gezegd, dat is dikke zever. Een single ended versterker begint te vervormen vanaf een vermogen van 25% en de vervorming gaat in stijgende lijn. De push pull versterker gaat pas veel later vervormen.

Wat het probleem is, is niet de harmonische vervorming, maar de intermodulatievervorming. En dit is het volgende deel van dit hoofdstuk.