Основной источник синтетического звучания, по моему мнению - это интермодуляционные(разностные) искажения. Ними грешат не только активные устройства, но и электромеханические преобразователи (микрофоны, динамики...). Они имеют негармоническую природу и потому сильно раздражают слух. Как правило, у нормальных "прямых" усилителей коэффициент интермодуляции ниже, чем коэффициент гармоник.
В цифровом звуковоспроизведении синетичность звучания может возникать из-за дробленности звуков имеющих дискретную сущность. Особенно хорошо это слышно в старых бюджетных ЦАП на ВЧ.