Et af de store problemer med målinger er, at en måling kun giver et afgrænset resultat inden for netop dén måling, man udfører - det vil sige med ét signal, under én belastning, og i øvrigt under helt bestemte omstændigheder. Det er selvfølgelig godt nok, når vi vil have sammenlignelige målinger. Problemet er bare, at de betingelser eller forudsætninger, der danner grundlag for sådanne målinger, er helt urealistiske i forhold til den virkelige verden.
Som eksempel kan jeg nævne, at to forskellige forstærkere sagtens begge kan have en THD på 0,01 %. Men hvis man i stedet for at bruge en sinustone til målingen føder forstærkerne med TO sinustoner samtidig, vil man i nogle tilfælde kunne måle en forvængning på 100%! Det vil ske, fordi der dannes en sum-tone og en differens-tone af de to sinustoner. Det var netop, hvad der skete, da det danske magasin "high fidelity" med deres avancerede Brüel og Kjær-måleudstyr i slutningen af 70'erne (eller starten af 80'erne?) målte differenstone-forvrængning på en af deres reference MC-preamps.
Jeg fatter ikke, hvorfor man stadig bruger sinustoner til at teste udstyr beregnet til at gengive musik? Lad os se på en klavertone - bare for at give et eksempel på, hvor komplekst et musiksignal kan være:
Billedet viser spektret fra et C2 spillet på et koncertflygel. Øverst ser vi spektret, når der spilles meget kraftigt (fortissimo, eller "ff"); nederst ses spektret når der spilles meget svagt (pianissimo, eller "pp"). C2 svarer i øvrigt til en frekvens på 65,4 Hz. Man skal lægge mærke til, at diagrammet viser næsten 50 harmoniske overtoner, når der spilles kraftigt, og der kan sagtens være endnu flere! Og mange af overtonerne er langt kraftigere end grundtonen!
Lad os bare antage, at en forstærker er fuldstændig frekvenslineær og kan gengive fx 20hz-20khz +/- 0dB. Tror I så også, at den vil kunne gengive 50 samtidige sinustoner således at hver af disse toner gengives med den rette amplitude uden at der opstår sum- og differens-toner? I så fald tager I fejl.
At gengive en klavertone fuldstændig korrekt er i øvrigt langt mere kompliceret, hvis jeg må tillade mig at gå ud over, hvad vi kan aflæse af denne graf. Der produceres ikke kun harmoniske overtoner, der opstår også støj i form af mekanisk støj (fra mekanikken, når tangenten anslås) og som noget der ligner hvid støj i et meget kort øjeblik når strengene anslås. Der opstår også uharmoniske overtoner. Desuden vil de højere ordens harmoniske overtoner ikke være frekvensstabile, de vil nemlig være uharmoniske til at starte med, hvorefter de vil "glide" ind på deres rette plads. Fx burde den 20. harmoniske være 1308Hz (lige tempereret stemning), men i praksis vil den måske være 1400 Hz lige når den anslås, hvoreften den vil glide på plads inden for de nærmeste millisekunder efter anslag. Det vil være uhyre vanskeligt at gengive korrekt: Det vil nemlig kræve fuldstændig fase-linearitet at en tone gengives med rette amplitude og frekvens SAMTIDIG med at den inden for et tidsspektrum ændrer frekvens, så den på ethvert givent tidspunkt had både ret frekvens, fase og amplitude.
Ydermere ændrer amplituden sig selvfølgelig over tid, det er jo indlysende. En klavertone bliver jo ikke ved med at klinge. Den dør ud, selv om den kan klinge rigtig længe (op mod et minut, og i hvert fald over ½ minut). Det vil sige, at amplituden også falder over tid, men ikke nok med det: Amplituden for hver enkelt overtone kan i princippet ændre sig uafhængigt af de andre (50!) overtoner. Igen en uhyre svær opgave at reproducere.
Og jeg må understrege, at jeg hidtil kun har snakket om én tone. Forestil jer så, hvad der sker, når man spiller en akkord, eller endda en basakkord i venstre hånd samtidig med en melodilinie i højre. Og tilføj evt. andre instumenter eller sågar et symfoniorkester! Nej, målinger med sinustoner afspejler desværre ikke virkeligheden særlig godt.