RAVENFORGE / SIGNAL & TRANSDUCTION RESEARCH LOG — A06

RAVENFORGE

Signal & Transduction Research Log

A06 — Onboard Preamp Architecture

Gain · Mixing · EQ · Output hinter der pickupseitigen Grenzbedingung als ein zusammenhängendes Low-Z-Signalsystem entwerfen

Abbildung 1. A06 Systemgrenze. Entwurfsgegenstand eines Onboard-Preamps ist nicht ein einzelnes EQ-Modul, sondern die gesamte aktive Signaldomäne von der pickupseitigen Grenze bis zur Ausgangsgrenze.

1. Forschungsfrage — Wo beginnt bei einem „Active Bass“ tatsächlich der aktive Bereich?

Wer Instrumente mit Onboard-Preamp nur in passiv und aktiv einteilt, verdeckt wichtige strukturelle Unterschiede. Ein System kann passive Pickups und ein passives Volume/Blend-Netzwerk beibehalten und lediglich den EQ aktiv ausführen; es kann direkt hinter dem Pickup einen Buffer setzen, um die Quellenlast zu definieren; oder jeden Pickup separat puffern und erst danach aktiv mischen. Systeme wie der John East UNI-PRE besitzen sogar voneinander unabhängige aktive und passive Signalwege sowie für jeden Pickup eine eigene FET-Eingangsstufe mit Gain-Trim [6].

2. Architektur-Taxonomie — Nach Signalweg statt nach Produktname klassifizieren

Die folgenden Typen I–V sind keine offizielle Branchenklassifikation, sondern eine RavenForge-Arbeitstaxonomie für den strukturellen Vergleich. Sie soll Produkte nicht rangordnen, sondern explizit machen, welche Last- und Pickup-Wechselwirkungen erhalten und welche entkoppelt werden.

Abbildung 2. RavenForge-Arbeitstaxonomie. Auch bei Instrumenten, die gleichermaßen als „Active Bass“ bezeichnet werden, können Beginn der aktiven Domäne und Mischverfahren unterschiedlich sein.

Der UNI-PRE ist ein repräsentatives Beispiel, das Merkmale von Typ III und Typ V verbindet. Laut Hersteller sind die aktiven und passiven Volume-/Blend-Wege vollständig unabhängig; im aktiven Pfad besitzt jeder Pickup einen eigenen Eingangsbuffer/-verstärker und einen Gain-Trim von 0–12 dB [6]. Dadurch lassen sich Pickups mit unterschiedlichen Ausgangspegeln im aktiven Pfad aufeinander abstimmen.

3. Eingangsgrenze — Zin ist nicht nur eine Kompatibilitätszahl

Aus Sicht von A03–A05 ist ein passiver magnetischer Pickup keine Spannungsquelle mit Nullimpedanz, sondern eine resonante Quelle mit frequenzabhängiger Quellimpedanz ZPU(f). Die Eingangsimpedanz Zin(f) des Preamps ist daher keine transparente Zahl, die den Pickup einfach „unverändert übernimmt“, sondern eine der Grenzbedingungen für die Dämpfung der belasteten Resonanz [1,9].

Die Verallgemeinerung „höheres Zin = besserer Klang“ ist nicht haltbar. Ein höheres Zin reduziert im Allgemeinen die resistive Dämpfung der Pickup-Resonanz; wurde ein Pickup/Netzwerk jedoch bewusst für eine Last von etwa 250–500 kΩ abgestimmt, ist der Wechsel auf einen 1-MΩ-Buffer bereits eine andere Klangbedingung. A06 dokumentiert Zin daher als Voicing-Parameter und nicht als Qualitätsrang.

4. Pickup-Mixing — Ein Blend-Poti allein beschreibt die Topologie nicht

Beim passiven Blend bilden Quellimpedanzen der Pickups sowie Blend-/Volume-Potis ein gemeinsames Netzwerk. Daher kann die Stellung eines Reglers die Last des jeweils anderen Pickups und die gemischte Übertragungsfunktion beeinflussen. Werden die Pickups vor dem Mischen einzeln gepuffert, arbeitet der Mixer dagegen mit niederohmigen Quellen und die gegenseitige Belastung der Pickups wird stark reduziert.

Die Beschreibung der getrennten aktiven/passiven Signalwege des UNI-PRE zeigt diesen Unterschied auf Produktebene deutlich. Im aktiven Modus durchläuft laut Hersteller jeder Pickup einen eigenen Eingangsbuffer/-verstärker, wodurch die Pickups voneinander entkoppelt werden und ein gleichmäßiges Blending sowie Pegelabgleich möglich sind [6].

5. Gain-Struktur — EQ-Boost und „Preamp-Gain“ sind nicht dasselbe

Wird Gain in einem Onboard-System zu einer einzigen Zahl zusammengefasst, lässt sich schwer nachvollziehen, an welcher Stelle Clipping entsteht. Für die Analyse ist die Trennung in Source level → input gain → mixing/summing → EQ gain → output stage zweckmäßiger. Der Bartolini NTMB+FL bietet einen internen Gain-Trim von 0–12 dB getrennt von EQ-Boost/Cut; auch der UNI-PRE besitzt für jeden Pickup einen aktiven Gain-Trim von 0–12 dB [4,6].

Bei starken EQ-Boosts kann eine nach dem EQ liegende Stufe den verfügbaren Spannungshub überschreiten, obwohl die Eingangsstufe noch nicht clippt. Die Gain-Spezifikation in A06 muss deshalb neben dem Gesamtgain auch die Gain-Verteilung je Stufe, den kumulierten Worst-Case-Boost und den gewählten Referenzpegel enthalten.

6. EQ-Architektur — Drei Regler definieren einen erreichbaren Klangraum, nicht nur drei Zahlen

Diese Unterschiede bedeuten nicht, dass eine Frequenz „besser“ ist als eine andere. Ein 2,8-kHz-High-Mid-Regler anstelle eines konventionellen Treble-Reglers wie beim Tone Capsule verändert die vom Spieler erreichbaren Klangoperationen. Sweepbare Mitten oder wählbare Mittenfrequenzen erweitern den erreichbaren Zustandsraum. Eine vollständige EQ-Spezifikation sollte daher neben Center-/Corner-Frequenz auch Shelf/Peaking-Verhalten, Q oder Flankensteilheit, Boost/Cut-Bereich und Regelgesetz angeben.

TI SLOA042 beschreibt eine konkrete Realisierung eines klassischen Baxandall-artigen aktiven Klangreglers, bei der das frequenzbestimmende Netzwerk in der Gegenkopplung des Operationsverstärkers liegt [10]. Daraus folgt jedoch nicht, dass jeder Onboard-Preamp als Baxandall klassifiziert werden kann. Bei Produkten ohne Herstellerschaltplan oder andere verlässliche Schaltungsunterlagen wird die interne Filtertopologie nicht vermutet.

7. Active-flat ≠ Passive bypass — Referenzzustände getrennt behandeln

Eine Mittelrastung der EQ-Regler lässt den aktiven Signalweg nicht verschwinden. ZUTA gibt für den Bass Core bei neutralen Reglern maximal ±0,5 dB Abweichung von 20 Hz bis 20 kHz an; zugleich bleibt er eine aktive Schaltung mit 1 MΩ Eingang und 1 kΩ Ausgang [7]. Selbst bei nahezu linearem Frequenzbetrag unterscheiden sich Quellenlast, Rauschen, maximaler Signalhub, Ausgangsimpedanz und Kopplung an Folgelasten bereits vom passiven Pfad.

Abbildung 3. A06 Referenzzustandsmodell. Ein sinnvoller Vergleich erfordert die Trennung von passiver Referenz, Active-flat-Referenz und EQ-modifiziertem Zustand.

8. Ausgangsgrenze — Der Preamp definiert das Instrument als Low-Z-Quelle neu

Veröffentlichte Ausgangsimpedanzen sind 1 kΩ beim Tone Capsule, 1 kΩ beim ZUTA Bass Core, 2 kΩ beim EMG BQC und 100 Ω beim Aguilar OBP-3 [2,3,5,7]. Diese niederohmigen Ausgänge schaffen eine Quellenbedingung, die gegenüber nachfolgenden Kabel-/Last-Einflüssen weniger empfindlich ist als ein passiver magnetischer Pickup, der direkt an eine lange Kabelkapazität gekoppelt ist.

Die Formulierung, der „Kabeleffekt verschwinde“, wäre dennoch zu stark. Das Kabel bleibt eine Last, die die Ausgangsstufe treiben muss; tatsächliches Closed-Loop-Zout und Stabilität an kapazitiver Last hängen von Frequenz und Schaltungstopologie ab. A06 dokumentiert Ausgangsimpedanz und empfohlene Mindestlast getrennt. ZUTA empfiehlt mindestens 10 kΩ Last [7].

9. 9 V / 18 V — Betriebsbedingung statt Klangadjektiv

18 V führen nicht automatisch zu „besserer Klangqualität“. In einer Single-Supply-Analogstufe bestimmt die Versorgungsspannung zwar eine Obergrenze des möglichen Signalhubs, der tatsächlich nutzbare Hub wird jedoch durch Eingangs-Common-Mode-Bereich, Ausgangshub, Arbeitspunkt, Laststrom, Closed-Loop-Gain und Verzerrungskriterium des Bauteils begrenzt.

Analog Devices AN-581 beschreibt die Biasierung des Ausgangs nahe der halben Versorgungsspannung als üblichen Weg, aus einer gegebenen Single-Supply-Versorgung den größtmöglichen bidirektionalen Hub zu gewinnen, und weist darauf hin, dass eine einfache Widerstandsteiler-Biasierung Probleme bei Versorgungsspannungsunterdrückung und Stabilität verursachen kann [8]. EMG empfiehlt beim BQC ebenfalls 18 V für starkes Anschlagen in Verbindung mit Bass-/Treble-Boost [5].

10. Power · Noise · Bias — Auch die Batterie gehört zur Signalarchitektur

In einem Onboard-System können Batterie und Bias-/Referenznetzwerk nicht als äußere Randbedingungen betrachtet werden. Für den Tone Capsule werden etwa 2,4 mA Stromaufnahme veröffentlicht; der EMG BQC ist mit 600 µA bei 9 V und 740 µA bei 18 V angegeben [2,5]. Eine geringe Stromaufnahme verbessert die Batterielaufzeit, bedeutet aber nicht automatisch geringes Rauschen, hohen Headroom oder große Bandbreite.

Virtuelle Referenz und Entkopplung einer Single-Supply-Stufe wirken direkt auf Übertragungsverhalten und Stabilität. AN-581 erläutert, dass eine unzureichend gebypasste Mid-Supply-Teilung Versorgungsschwankungen über die Referenz in den Signalweg einkoppeln und die PSR verschlechtern kann; bei hohen Ausgangsströmen kann zudem Instabilität auftreten [8]. In die Architekturdokumentation gehören daher neben der Versorgungsspannung auch Referenztopologie, Decoupling, Stromaufnahme und Einschaltverhalten.

11. Veröffentlichte Beispiele — Nicht jeder „3-Band-Preamp“ hat dieselbe Architektur

Entscheidend ist, nicht veröffentlichte Werte nicht durch Vermutung zu ergänzen. Werte wie Zin/Zout des UNI-PRE oder Zout des Bartolini NTMB+FL bleiben unbekannt, wenn sie sich in offiziellen Unterlagen nicht bestätigen lassen. Herstellerformulierungen wie „transparent“, „high headroom“ oder „studio-quality“ werden außerdem klar von unabhängig gemessenen Tatsachen getrennt.

12. Mythos-Audit — Aussagen des Entwurfs beibehalten, überarbeiten oder streichen

13. RavenForge Onboard Electronics Specification Bundle

14. Anwendung auf RavenForge-Modelle

Die wichtigste Entwurfsregel aus A06 lautet, Preamps nicht einfach nach Preis zu staffeln. Werden unterschiedliche Module wie ZUTA, Noll und John East lediglich als „Standard → Upgrade → Premium“ eingeordnet, gehen die Architekturunterschiede verloren. Ein System wie der UNI-PRE mit Per-Pickup-Buffering und getrennten aktiven/passiven Signalwegen verändert die Topologie weit stärker als ein bloßer Austausch des EQ-Moduls.

Bei einer Struktur wie ASKR, in der die Quelle selbst ein aktiver Pickup ist, lässt sich die Zin-Frage nicht unverändert vom passiven magnetischen Pickup übertragen. Wird dagegen wie bei EDDA die Wechselwirkung der Pickups mit passiver Filterung bewusst als Teil der Stimme entworfen, kann ein Buffer direkt hinter dem Pickup das gewünschte gekoppelte Verhalten entfernen. Auch bei EMBLA wird die „Preamp-Wahl“ abhängig vom verwendeten Pickup und der Position passiver Regler zur Wahl der elektrischen Grenze.

15. Claim-by-Claim Evidence Matrix

16. Forschungsgrenze und nachfolgende Logs

A06 legt nur Architektur und Spezifikationssprache fest. A07 — 9V vs. 18V: Headroom and Dynamic Range behandelt Versorgungsspannung, Rail-Margin, Clipping und Signalpegel separat. B06 — Rethinking the Internal Signal Path überführt die hier definierten Stufen und Grenzen in die reale interne Control-/Routing-Architektur des Instruments.

C03 — Preamp Frequency Response Mapping misst EQ-Kurven, Active-flat-Response, Gain und Ausgangsverhalten; C04 — Headroom Test prüft maximalen Hub bei 9/18 V, THD+N und Clipping-Schwelle. Entsprechend dem aktuellen Master-Schedule werden die C-Serien-Experimente auf eine spätere Phase verschoben.

17. Quellenstatus / Interpretationsgrenze

Für Produktwerte werden in diesem Log Herstellerangaben und offizielle technische Dokumente bevorzugt. Formulierungen wie „transparent“, „high headroom“ oder „studio-quality“ gelten als Herstellerbehauptungen und nicht als unabhängig gemessene Tatsachen. Auch ZUTAs Angaben neutral ±0,5 dB und +20 dBu Eingangspegel sind veröffentlichte Herstellerspezifikationen [7].

Op-Amp-Typ, Filtertopologie, Q und interne Gain-Verteilung werden bei Produkten ohne veröffentlichten Schaltplan nicht vermutet. Dieses Dokument ist eine Architekturstudie auf Basis von Literatur, Schaltungstheorie und veröffentlichten Spezifikationen und enthält keine Messungen an RavenForge-Prototypen. Reale Effektgrößen und Akzeptanzgrenzen werden in späteren C-Serien bestimmt.

18. Aktuelles Fazit — Der Onboard-Preamp ist eine Signal-Domain-Architektur

Entscheidend ist nicht, ob ein Preamp „einen 3-Band-EQ besitzt“. A06 untersucht, wo die Quelle entkoppelt wird, wie Signale gemischt werden, in welcher Stufe Gain entsteht, welcher Klangzustandsraum erreichbar ist und über welche dynamische/Ausgangsgrenze das Signal das Instrument verlässt. RavenForge dokumentiert Onboard-Elektronik daher künftig als Signalarchitektur und messbares Spezifikationsbündel statt als bloße Komponentenliste.

References

[1] RavenForge. A05 — Active Buffers and Input Impedance. Signal & Transduction Research Log, 2026-09-14.

[2] Darkglass Electronics. “B2M2 Tone Capsule.” Official product specifications: 500 kΩ input, 1 kΩ output, ~2.4 mA, 70 Hz / 500 Hz / 2.8 kHz ±12 dB, 9–18 V. https://www.darkglass.com/products/tone-capsule

[3] Aguilar Amplification. “OBP-3 — 3 Band, Boost/Cut, 9 or 18 Volt On Board Preamp.” Official specifications: 1 MΩ input, 100 Ω output, 40 Hz ±18 dB, 400/800 Hz ±16 dB, 6.5 kHz ±16 dB. https://aguilar.korg-kid.com/obp

[4] Bartolini. “NTMB+FL 3-Band EQ Preamp Module.” Official specifications: 400 kΩ input, 0–12 dB gain trim, 30 Hz ±12 dB, 250 Hz ±12 dB, 6.5 kHz ±15 dB, 9/18 V. https://bartolini.net/product/ntmbfl/

[5] EMG Pickups. “BQC Control — Active / Passive Pickup Input.” Installation Information 0230-0203K. 1 MΩ input, 2 kΩ output, 600/740 µA @ 9/18 V, 18 V recommended. https://www.emgpickups.com/pub/media/Mageants/b/q/bqc_control_b245_0230-0203rk.pdf

[6] East UK / John East. “UNI-PRE User Manual.” Independent active/passive paths; per-pickup Class-A FET input stages; 0–12 dB pickup gain; EQ details. https://www.east-uk.com/2025/11/28/uni-pre-5-knob-user-manual/

[7] ZUTA Group. “ZUTA Bass Core.” Official product specifications: 1 MΩ input, 1 kΩ output, recommended load ≥10 kΩ, dual-stage analog circuit, selectable mid, manufacturer neutral-response claim ±0.5 dB (20 Hz–20 kHz), 9–18 V. https://zutagroup.com/products/zuta-bass-core

[8] Kitchin, C. “AN-581: Biasing and Decoupling Op Amps in Single Supply Applications.” Analog Devices. https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-581.html

[9] Paiva, R. C. D.; Pakarinen, J.; Välimäki, V. “Acoustics and Modeling of Pickups.” Journal of the Audio Engineering Society, 60(10), 768–782, 2012. https://aes.org/publications/elibrary-page/?id=16551

[10] Harris, D. “Audio Tone Control Using the TLC074 Operational Amplifier.” Texas Instruments Application Report SLOA042, 2000. https://www.ti.com/lit/an/sloa042/sloa042.pdf