Un signal étant constitué d’une multitude de fréquences, un amplificateur idéal est un système qui doit amplifier toutes les composantes spectrales de la même valeur, sinon il crée de la distorsion harmonique.

Dans cet exemple, le gain de l'amplificateur étant de 4, chaque composante sinusoïdale du signal va voir son amplitude quadrupler, sans subir de déphasage. L'amplificateur ne modifie pas non plus les fréquences.

Un amplificateur réel possède un bande passante limité, il ne pourra assurer sa fonction que dans cette bande de fréquence.

Exemple : Un amplificateur hi-fi possède une bande passante de 20 kHz. Dans cette bande de fréquences, il est considéré comme idéal. Au delà de cette bande de fréquences le gain va dépendre de la fréquence, il va donc modifier les harmoniques du signal.

Le son que l'on souhaite amplifier :

Le son après amplification idéal de 6dB :

Le son après distorsion harmonique lié à une amplification non idéal :