Von derartigen Verzerrungen spricht man, wenn bei der elektroakustischen Ubertragung neue, im Original nicht vorhandene Töne auftreten.

Verursacht werden solche Verzerrungen durch Schaltelemente, die keine geradlinige Charakteristik haben, wie Transistoren, Röhren, Übertrager und Lautsprecher. In erster Linie treten harmonische Obertöne auf, die in der Regel umso kleiner sind, je höher die Stellungszahl der Harmonischen ist. Die 5. Harmonische ist z. B. kleiner als die 3. Harmonische.

Das Maß für diese Art von Verzerrungen ist der Klirrfaktor, der in Prozenten angegeben wird. Er wird gemessen, indem man eine Meßfrequenz an das zu prüfende Gerät legt und die entstehenden Obertöne mißt.
So mißt man z. B. beim Lautsprecher die abgestrahlten Schallwellen mit einem Mikrofon. Aus der Mikrofonspannung filtert man die zu untersuchende Harmonische heraus und setzt sie ins Verhältnis zur Gesamtspannung, die der Lautsprecher im Mikrofon erzeugt.

Es ist

mit
k_n = Klirrfaktor der n-ten Harmonischen
U_n = Spannung entspricht der n-ten Harmonischen
U_a = Gesamtspannung entspricht dem Gesamtschall

So unterscheidet man k2, k3 usw. entsprechend der 2. Harmonischen, 3. Harmonischen usw.. Der Gesamtklirrfaktor, den alle Harmonischen zusammen hervorrufen, ergibt sich aus

mit
k = Gesamtklirrfaktor
k₂ = Klirrfaktor der 2. Harmonischen
k₃ = Klirrfaktor der 3. Harmonischen
k₄ = Klirrfaktor der 4. Harmonischen usw.
√() = Quadratwurzel

Die Hörbarkeit des Klirrfaktors hängt ab vom übertragenen Frequenzbereich.
Je größer der Übertragungsbereich, desto höher sind die Anforderungen. überträgt man bis 4000 Hz, dann ist erst 1.4 % wahrnehmbar und 8 % erträglich.
Überträgt man bis 15000 Hz, dann ist bereits 0.8 % hörbar und 2-3 % erträglich. Diese Zahlenwerte stellen jedoch nur Richtwerte dar.
Man hat nämlich festgestellt, daß je nach Musikübertragung mitunter schon kleinere Klirrfaktoren bemerkbar sind, während bei anderen Übertragungen größere Klirrfaktoren noch nicht stören.
Dies liegt daran, daß entsprechend der o.a. Formel die beteiligten Einzelklirrfaktoren mit dem gleichen Gewicht am Gesamtklirrfaktor beteiligt sind.

Das Gehör bewertet aber die Klirrfaktoren der einzelnen Harmonischen unterschiedlich, wie an einem einfachen Beispiel erkennbar ist.
Stellt man z. B. zum Grundton von 100 Hz (der auch als 1. Harmonische bezeichnet wird) die zugehörigen Harmonischen tabellarisch zusammen, und vergleicht man damit die Oktaven, die zu 100 Hz gehören, dann ergibt sich folgende Tabelle:

Man erkennt, daß die 1., 2. und 8. Harmonische mit den Oktaven übereinstimmen, in ihrer Klangwirkung also harmonisch empfunden werden und nicht als Verzerrung auffallen können.
Betrachtet man dagegen z. B. die 7. Harmonische, dann erkennt man, daß sie mit 700 Hz unharmonisch neben dem Oktavton 800 Hz liegt. Sie macht sich also störend bemerkbar.

Wollte man dies in einer Klirrfaktorformel berücksichtigen, dann müßte man den Klirrfaktoren der einzelnen Harmonischen ein verschiedenes Gewicht zuordnen. Dazu wurden verschiedene Vorschläge unterbreitet.
Man sollte z. B. die Wirkung einer n-ten Harmonischen noch multiplizieren mit n/2, nach einem anderen Vorschlag mit n²/4 usw. Eine Vereinheitlichung war jedoch bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht möglich.

Trotzdem kann die Klirrfaktordefinition nach o.a. Formel entsprechend DIN 45403 als Qualitätsmaßstab verwendet werden, denn grundsätzlich wird eine Übertragungsanlage eine um so höhere Wiedergabequalität bieten, je kleiner der Klirrfaktor ist.

Kritischer werden nichtlineare Verzerrungen, wenn gleichzeitig mehrere Töne übertragen werden, wie es praktisch fast ausschließlich der Fall ist.
Hierbei werden durch die Verzerrungseigenschaften aus den zu übertragenden Frequenzen zusätzlich noch Summen- und Differenztöne gebildet. Sollen z. B. die beiden Frequenzen 700 Hz und 1000 Hz übertragen werden, dann entstehen zusätzlich die Frequenzen 1700 und 300 Hz neben der Harmonischen 1400 Hz, 2000 Hz, 2100 Hz, 3000 Hz usw..

Meist liegen die Summen- und Differenztöne sehr unharmonisch im Gesamtklang und fallen dabei störend auf. Zur Messung verwendet man nach dem Differenztonverfahren zwei Meßfrequenzen, die man gleitend durch das ganze Übertragungsfrequenzband variiert, wobei man die Amplitude und den gegenseitigen Abstand der beiden Frequenzen gleich groß hält.
Die Verzerrungsanteile lassen sich dann analysieren, wobei man Meßgrößen erhält, die in der Klirrfaktormessung allein nicht erfaßt werden. Das Differenztonverfahren ist aber wenig gebräuchlich, da es sehr umständlich ist. Daher sind keine Erfahrungsgrößen bekannt, nach denen Qualitätsmaßstäbe aufstellbar wären.

Eine häufiger verwendete Methode ergibt sich aus dem Intermodulationsverfahren.
Hierbei verwendet man zwei feststehende Frequenzen, z. B. 100 Hz und 4000 Hz (oder 250 Hz und 8000 Hz), deren Amplituden verschieden sind. Meist setzt man das Amplitudenverhältnis 4:1 fest.

Es entstehen hierbei Summen- und Differenzprodukte, die man wegen der zusätzlichen Amplitudenabhängigkeit als Intermodulationsfrequenzen bezeichnet.
Nach DIN 45403 Blatt 3 setzt man bei der Messung alle entstehenden Fremdfrequenzen ins Verhältnis zur oberen der beiden Meßfrequenzen.
Dieser Intermodulationsfaktor m wird bei Solostellen (Geigen, Flöten, Klavier) in hochwertigen Anlagen bereits bei 0.5 % hörbar. Im allgemeinen werden jedoch 1-2 % noch als ausreichend angesehen. Die Verzerrungen machen sich meist dadurch bemerkbar, daß die Klänge rauh, heiser oder sogar zischend verändert werden.