昔から、真空管パワーアンプは２〜３倍の出力のＴＲアンプに匹敵する、と言われています。真空管アンプは出力を上げると歪みが徐々に増えるソフトディストーション型だからといわれていますが、その理論的な裏付けというのは聞いたことがありません。歪みが徐々に増えるアンプならば、何でもよいのでしょうか。また、３極管ＰＰアンプに比べて、５極管ＰＰアンプは力強い音がするともいわれています。しかし、両者の歪み成分の違いについて詳しく述べた資料はあまりないようです。実はこのような性質は、アンプの奇数次歪みに着目すれば、以下のように簡単に説明が可能なのです。
普通、アンプの最大出力がダイナミックレンジの指標として使われるわけですが、入力電圧に着目してみることにします。最大出力１００ＷのＴＲアンプを考えてみましょう。出力１Ｗを得るのに必要な入力電圧が０．１Ｖだったとすれば、１Ｖの電圧を入力に加えれば出力は１０2=１００倍の１００Ｗになります。それ以上の入力電圧を加えても急激に歪んでしまい、使いものになりません（図１ａ）。これに対して、最大出力７０Ｗの真空管アンプは、１０倍の入力電圧を加えてもまだ最大出力に達していない可能性があるのです。それは、出力電圧が入力電圧に比例しないリミッタ効果によるものです。この場合、出力は５０Ｗでも入力電圧は１Ｗ出力の時の１０倍、すなわち１００Ｗ相当ということがありえます（図１ｂ）。例えば歪み率を５％以下としたときの最大入力電圧をＥimax、１Ｗの出力を得るのに必要な入力電圧をＥi1Wとするとき、入力余裕度を
で定義します（単位Ｗ相当）。入力余裕度の高いアンプほど、平均的な聴取音量を上げてもピーク出力時の歪みが耳につきません。従って、よく使われる出力対歪み率のグラフではなく、入力対歪み率のグラフの方が重要だということになります。
ＰＰアンプでは、正しくバランスをとることにより、偶数次の歪みはキャンセルされて出力には現れません。従って歪みの主成分は、３次、５次などの奇数次高調波ということになります。奇数次高調波には図２のように、波形をとがらせる位相と、波形をつぶす位相があり、アンプによって出てくる位相が異なります。例えば、３極管ＰＰは波形をとがらせる位相、５極管ＰＰは波形をつぶす位相の歪みを発生することが多く、３極管ＰＰでもグリッド電流が流れる領域で用いれば、波形をつぶす位相の歪みが発生します。波形をつぶす位相の歪みがある場合、入力電圧を大きくしても出力は余り増加しない、と言うリミッタ効果が得られ、入力余裕度を向上させることができます。
簡単なモデルとして、出力段の動特性曲線を多項式で近似してみます。
出力電圧Ｅoを入力電圧Ｅiの多項式として、
Ｅo＝ＡＥi−ＢＥi3＋ＣＥi5
と表し、Ｅi＝Ｅsinωtを代入して計算します。この場合の係数の符号は、波形をつぶす位相にしてあります。利得、３次歪み、５次歪みをＧ、Ｄ3、Ｄ5で表すとすれば、 
となります。この場合、歪みのあるときの利得Ｇは歪みのない時の利得Ａを使って、
となり、最大入力電圧は歪みのないアンプに比べて、１＋３Ｄ3＋５Ｄ5に増加し、入力余裕度は（１＋３Ｄ3＋５Ｄ5）2 に増加します。Ｄ3が４％、Ｄ5が３％とすれば、最大入力電圧は２７％、入力余裕度は６１％も増加することになります。
入力余裕度という指標を導入することにより、（歪みの多い）真空管アンプが同じ出力の（歪みの少ない）ＴＲアンプより平均的に大きな音量を出せる可能性があることが理論的に説明されました。それは歪みが多ければよいというものではなく、５極管ＰＰなど波形をつぶす位相の奇数次歪みを出すアンプが入力余裕度を増加させる、ということがわかりました。まあ、２〜３倍というのはちょっとオーバーかもしれませんが…。