Билинейное 
-преобразование использует следующую замену:
(3.5)
При небольших 
отображение почти линейно, однако для основной части частотной шкалы оно существенно нелинейно и значительно ограничивает область применения билинейного преобразования. Существует, правда, довольно большой класс фильтров, для которых частотная деформация может быть скомпенсирована. К ним относятся фильтры нижних частот, высоких частот, полосовые и режекторные. Эффекты нелинейности соотношения между частотными шкалами аналогового и цифрового фильтров удается учесть лишь в том случае, когда частотная характеристика аналогового фильтра имеет вид ступенчатой функции. Кроме того, при билинейном преобразовании ни импульсная, ни фазовая характеристики аналогового фильтров не будут совпадать.
