Тридцатилетие минидиска, элитный хайфай и немного аудиофилии
Минидиск, один из самых приятных и наиболее бесполезных носителей звука, был выпущен ровно 30 лет назад, в ноябре 1992 года. Тогда в продажу поступило первое устройство — условно портативный плеер и рекордер Sony MZ-1. В 2002 году формат еще был вполне актуален, выпускался полный ассортимент устройств от портативных плееров до магнитол в автомобиль. Появилась возможность копировать треки с компьютера, хотя и с серьезными ограничениями. В 2012 году минидиск все еще поддерживался производителем, хотя последнее новое устройство было выпущено в 2006-м. В 2022 году формат мертв. Да что там, окончательно потеряли актуальность все физические носители данных, кроме разве что флешек и карт памяти. Наступила эпоха тотального стриминга данных из разнообразных облаков, и больше не надо изучать полку с дисками, чтобы найти любимый альбом.
Впрочем, у меня дома минидиск живее всех живых. Недавно моя коллекция пополнилась еще одним очень интересным экспонатом. Это стационарный минидисковый рекордер Sony MDS-JA30ES, выпущенный в 1998 году. Это довольно нестандартное устройство: большой, тяжелый аппарат с классическим дизайном, принадлежащий серии ES, в которой компания Sony традиционно выпускала наиболее качественные компоненты. Это, если хотите, аудиофильское устройство, в котором какие-то решения действительно влияют на объективные характеристики, а некоторые просто призваны радовать владельца крайне недешевой техники без какой-либо реальной пользы. Давайте обсудим разницу между объективным и субъективным, и заодно попробуем ответить на вопрос: как так получилось, что в аудиофильском устройстве используется сжатие с потерями, наподобие MP3.
Дневник коллекционера старых железок я веду в Телеграмме.
Предыдущие статьи про минидиск:
Минидиск — компактный цифровой носитель звука, использующий магнитооптическую технологию. Чтение данных с диска осуществляется с помощью лазера, точно так же, как у компакт-диска. Для записи используется магнитная головка, но лазер также задействован: он нагревает поверхность диска примерно до 200 градусов. Без нагрева данные на диске нельзя стереть, например, с помощью сильного магнита. Размеры у минидиска максимально компактные, в этом смысле он выгодно отличается от предшественников: аудиокассеты и компакт-диска. Минидиск появился слишком рано: в 1992 году создать действительно портативную технику с использованием технологии сжатия данных с потерями было нелегко. Но при этом, как мы теперь знаем, минидиск выпустили в продажу слишком поздно: незадолго до компьютерной и интернет-революции, благодаря которой записывать музыку на какой-либо носитель стало вовсе не обязательно.
У выпущенного 30 лет назад рекордера Sony MZ-1 был аппаратный баг, влиявший на качество звука. Судя по всему, отладить процесс сжатия музыки с потерями до конца не получилось. В минидиске используется проприетарный кодек ATRAC, сжимающий данные с потерями. Итоговый битрейт составляет 292 килобита в секунду. Периодически в логике MZ-1 происходил сбой, результатом которого был негромкий щелчок при воспроизведении ранее записанной фонограммы. Подробнее об этой неудаче я написал в отдельной статье. Вот это потрескивание сразу сделало невозможным использование первого минидискового устройства для сколько-нибудь серьезных задач — как для записи, так и для воспроизведения. В общем запуск формата прошел так себе: MZ-1 стоил дорого, носители тоже были недешевые. От батареи этот «портатив» работал два часа, да еще и периодически трещал.
Развитие формата, тем не менее, продолжилось. За 1993 и 1994 годы был выпущен чуть более компактный и долгоиграющий портатив, исправлены косяки кодировщика, появились устройства для дома и автомобиля. В 1995 году в продажу поступает первая особо качественная минидисковая дека — Sony MDS-JA3ES.
Давайте отвлечемся от минидиска и поговорим про серию Sony ES в целом. Это такое маркетинговое обозначение, которое позволяло производителю выделить наиболее качественную технику. Иногда ES расшифровывается как Elevated Standard или Extremely High Standard, одно время у Sony был совсем уж дорогой бренд ESPRIT, а злые языки утверждают, что ES обозначает Extremely expenSive — Очень Дорого. В любом случае для потребителя это был сигнал: хочешь самое-самое, что у нас есть, ищи буквы ES в названии модели. Это был именно маркетинговый инструмент, потому как Sony не брала на себя какие-то особые обязательства, выпуская технику с таким обозначением. В огромном ассортименте ES-устройств, выпускавшихся с середины восьмидесятых готов прошлого века, попадаются как реально выдающиеся технически аппараты, так и средненькие, которые «просто чуть лучше, чем все остальное». Напрашивается аналогия с автомобилями: у компании BMW есть M-серия автомобилей повышенной мощности. А есть M-стиль — это когда на обычный автомобиль наклеивается заветная буква М и прикручиваются бампера какой-то дерзкой формы.
Покупатели техники Sony ES (автомобилей BMW M и прочих элитных товаров) делятся на тех, у кого просто много денег («дайте мне что-нибудь подороже»), и на тех, кто ищет устройства с какими-то реальными или воображаемыми преимуществами. Вот вам самый, пожалуй, вопиющий пример из современности, условно портативный цифровой плеер Sony стоимостью 3700 евро:
Да, у него медное шасси с позолотой, большие конденсаторы, «улучшенная система питания» и особо качественные провода от платы к разъему для наушников, но так ли это влияет на звук? У дорогущего портативного устройства при этом довольно скромный пятидюймовый экран с разрешением 720p. За эти деньги можно купить пару самых навороченных смартфонов, которые функционально будут гораздо лучше. Ну и независимые измерения качества звука показывают неплохие, но совсем не выдающиеся результаты… на уровне штатного переходника на проводные наушники для айфона стоимостью 10 баксов. Что не мешает некоторым субъективно превозносить данное устройство — не может же оно при такой цене звучать так же, как все остальное?
Самый наглядный пример по этой теме — часы. Уже миниум 50 лет нет никакой проблемы вести точный счет времени с помощью наручных часов, за минимальный бюджет. Это не мешает производить часы за сотни, тысячи и десятки тысяч долларов. А их покупатели будут выбирать такие дорогие товары, потому что могут, или чтобы прикоснуться к какой-то необязательной, но приятной технологии. Производителям важно дать пользователям выбор: если есть спрос на технику «высшего разряда», то его надо удовлетворить, иначе прибыль уйдет к конкуренту. Далеко не весь »прээээмиум» представляет собой надругательство над здравым смыслом. Уж точно с выпуском JA3ES, первой «особо хорошей» минидисковой деки, компания Sony пыталась найти общий язык не только с богатыми людьми (которым и позолоты с толстыми кабелями будет достаточно), но и с технарями. Результатом стала кампания в специализированных изданиях, от которой до нашего времени дошло вот это интервью не с маркетологами, но с инженерами.
Инженеры рассказали вот что. За три года с момента выпуска первого минидискового устройства формат ATRAC, сохраняя общие параметры, претерпел четыре переработки. В самой последней на тот момент версии ATRAC 3.5 ввели множество улучшений, повышающих качество сигнала даже после сжатия с потерями. Была внедрена обработка цифрового сигнала в 20-битном разрешении. Доступная инженерам вычислительная мощность (в данном случае в виде специализированных микросхем цифровой обработки сигнала) к 1995 году стала достаточной, чтобы реализовать все идеи по оптимальному сжатию звука. В 1992 году этой мощности было не достаточно. Косвенно это можно подтвердить простым сравнением возможностей минидискового устройства с настольным ПК. Ранние процессоры Pentium могли декодировать звук, сжатый с потерями (например, в формате MP3) в режиме реального времени. Но даже они вряд ли бы справились с кодированием, также в реальном времени, это гораздо более требовательная к ресурсам операция. Естественно, более качественной цифровой обработкой преимущества деки не ограничивались, но давайте обсудим их на примере более поздней модификации в серии ES, модели MDS-JA30ES 1998 года выпуска.
Пересадка лазера
Прежде чем знакомиться с декой, мне нужно было заставить ее работать. Увы, в этот раз мне не совсем повезло, и устройство оказалось с «уставшим» лазерным диодом. Для чтения его кое-как хватало, хотя и с трудом — дека долго читала таблицу содержимого на дисках, иногда происходили сбои при воспроизведении. Запись, при которой мощность лазера увеличивается в разы для нагрева поверхности, в принципе не работала. Решается это только заменой лазерной головки на новую. И в деке MDS-JA30ES она слегка нестандартная — отличается от тех, что используются в более массовых моделях. Новые лазерные головки из старых запасов периодически всплывают на eBay, но стоят дорого. Я слегка облегчил себе работу и купил механизм целиком, в который кто-то до меня установил новый лазер. Это позволило не настраивать мощность лазерного излучения, для чего требуется как минимум осциллограф, а в идеале — специальный прибор.
Впрочем, до лазерного механизма еще надо добраться. Для этого я снимаю крышку, прикрученную к корпусу не только по бокам, но и сверху, для уменьшения вибраций, и смотрю на высококачественную Sony-красоту:
Слева расположен большой, красивый трансформатор — обязательный атрибут любой качественной аудиотехники вплоть до конца девяностых, обеспечивающий стабильное питание всего остального. MDS-JA30ES — вторая по старшинству дека 1998 года, чуть круче была модель JA50ES. В ней таких трансформаторов было два, таким образом скорее всего обеспечивалось полное разделение аналогового тракта и управляющих схем — опять же, для снижения помех. Обратите внимание на разделение внутренного пространства на три отсека. Платы в каждом из них отделены друг от друга металлическими экранами. Довольно много усилий приложено для снижения вибраций, что, например, в аналоговом кассетном магнитофоне вполне оправдано. Для цифрового минидиска это, наверное, вовсе не обязательно. Но выглядит красиво!
Еще больше защищает от вибраций крепеж минидискового механизма. Это толстая стальная рама, к которой сам механизм крепится через четыре резиновых демпфера. Разобрать это все было достаточно просто, собрать — чуть сложнее — нужно правильно выставить друг относительно друга пластмассовые шестерни, выдвигающие трей для минидиска. Собираю, проверяю в сервисном меню, что количество ошибок чтения не превышает лимит, указанный в инструкции по ремонту. Тестирую воспроизведение и запись: все работает!
Косвенным подтверждением того, что декой пользовались много, является относительно тусклый дисплей. Впрочем, в некоторых случаях яркость таких экранов может снижаться не от длительной работы, а даже при хранении. Сравним с чуть лучше сохранившейся декой Sony MDS-JE520, также выпущенной в 1998 году:
Вот она, кстати, является примером разумной покупки. Возможностей она предоставляет почти столько же, качество звука — адекватное (чуть ниже я его сравню объективно), версия кодека ATRAC — такая же, 4.5. Стоимость MDS-JA30ES в 1998 году составляла 1200 долларов или $2200 с учетом инфляции. JE520 новой стоила 360 долларов ($650 в современных деньгах), в три с лишним раза дешевле! В 2022 году разница еще круче: менее элитная дека обошлась мне в 30 раз дешевле более премиальной! Причем лазер у нее в порядке, экран яркий, все работает! Такая разница в цене обусловлена редкостью: устройств среднего класса было продано достаточно много, дорогих дек серии ES произведено и сохранилось гораздо меньше.
А вот так дека JE520 выглядит внутри. Тощий трансформатор, никаких мощных рам вокруг минидискового механизма и разделения на отдельные экранированные платы.
Сделайте мне богато
Чем они вообще отличаются? Для начала я хочу показать самое важное различие, ради которого я собственно и приобрел в коллекцию дорогой стационар JA30ES. У него, видите ли, минидиск выезжает на тарелочке!
Подавляющее большинство дек имеют вполне удобный щелевой привод, в который нужно с небольшим усилием вставить диск, после чего его сожрет механизм.
В JA30ES и в паре других моделей такого же класса сделали трей, похожий на тот, что используется в CD-плеерах. Делает ли он жизнь фаната минидисков удобнее? Да не очень. Просто выглядит иначе, и это представляет интерес. Фронтальная панель деки ES получает более качественный лук без отверстий посередине:
Из-за этого дополнения механизм пришлось сдвинуть вглубь корпуса. Дело в том, что диск нельзя просто «положить сверху» на шпиндель мотора, как CD. Требуется сдвинуть защитную шторку. В обычной минидисковой деке вы ее сдвигаете сами, когда вставляете диск в слот. Здесь же это делают за вас при помощи специальной металлической рамки, передвигающейся на салазках со сложной системой роликов.
Ладно, а если серьезно, что полезного вы получаете за три ценника обычной минидисковой деки? Много переключателей на корпусе. В JE520 уровень аналогового сигнала регулируется через меню. Здесь доступны отдельные крутилки, причем можно регулировать уровень не только аналогового сигнала, но и цифрового — если вы, например, делаете сборник с разных CD, и какой-то исходный трек записан слишком тихо. В принципе большинство дополнительных фич относятся к записи. Индикаторы уровня сигнала имеют больше делений. И дешевая дека, и дорогая имеют функцию плавного нарастания и затухания сигнала во время записи (fade in и fade out). Но в дорогой можно выбрать не только время плавного повышения или снижения уровня, но и кривую этого изменения — линейную, синусоидальную или логарифмическую! В JA30ES можно включить fade in/out не только при записи, но и при воспроизведении — если вы, например, перегоняете звук с минидиска на ленту.
Короче, кроме тарелочки, нет в премиальном устройстве ничего такого, без чего никак нельзя жить фанату минидисковой звукозаписи. Да, она удобнее: большой дисплей, крупные кнопки со светодиодами, отдельные регуляторы уровня. Но не более того. Хотя нет, подожите, есть одна уникальная функция, и вот это уже чистый маркетинг. Портативные минидисковые плееры при остановке воспроизведения запоминают позицию, и потом к ней возвращаются. Стационарные устройства Sony этой фичей обычно не обладают, для кратковременного перерыва в прослушивании их нужно ставить на паузу. JA30ES запоминает позицию даже при нажатии кнопки Stop!
Если вы купили деку со значком ES, Sony вам также предлагала купить дорогие минидиски с аналогичным лейблом! Они сделаны из прочного пластика «под керамику», выглядят красиво, но… Вот это уже действительно аудиофильский перебор. Все минидиски, даже самые дешевые, соответствуют требованию стандарта. И если они записываются и читаются без ошибок, то и разницы между ними нет никакой, это вам не кассета.
Объективные параметры и немного аудиофилии
Но для чего-то в топовую деку поставили толстый трансформатор и прочие ухищрения? Любая дорогая аудиотехника прежде всего отличается от «бюджетной» качеством звука, по крайней мере — должна. Мне хотелось измерить это самое преимущество (или зафиксировать его отсутствие), но возможностей моей привычной звуковой карты EMU 0404 уже не хватало — ее характеристики по паспорту чуть хуже, чем у измеряемого устройства. Пришлось сделать апгрейд:
Это E1DA Cosmos, современный АЦП, совершивший небольшую революцию в узких кругах меломанов-объективистов. Его параметры приближаются к таковым у профессиональных измерительных комплексов стоимостью в десятки тысяч долларов, при весьма доступной цене. Я записываю на минидиск тестовый сигнал для программы RMAA через цифровой вход деки. И делаю измерение качества аналогового выхода у дек JA30ES и JE520:
Заявленный динамический диапазон деки JA30ES — 104 децибела, и это достаточно консервативная оценка. В моем случае результат получился почти в 110 децибел (надо учитывать, что RMAA не самый точный инструмент для измерений, и склонен завышать показатели). Теоретически 20-битный сигнал должен давать 120 децибел динамического диапазона, но для 1998 года 110 дБ (18 бит) — это прекрасный, даже выдающийся результат. По сравнению, дека JE520 показывает результат в 99 дБ, хуже, но все равно достойно. Сравним уровень шума относительно полезного сигнала максимальной амплитуды на графике:
Высокая разрешающая способность АЦП E1DA Cosmos позволяет рассмотреть множество артефактов, которые, впрочем, у деки JA30ES находятся ниже границы слышимости. А вот график JE520 странный, в идеале этой «бороды» вокруг основного сигнала с частотой 1 килогерц быть не должно. Коэффициент гармонических искажений у деки JA30ES в 4 раза ниже, чем у устройства JE520. Представляет интерес и качество преобразования аналогового сигнала в цифровой у этих двух устройств. Для этого на линейный вход каждого из них надо подать тестовый сигнал с какого-то устройства. Я использую плеер Fiio X5 II.
Вот результаты:
Слева — замер цифрового плеера, уже достаточно старого, недорогого, но все равно по характеристикам превышающего возможности даже самой качественной минидисковой деки. Далее результаты оцифровки с помощью JA30ES и JE520. JA30ES показывает неплохой результат, он действительно имеет разрешающую способность выше стандартных для CD-качества 16 бит. JE520 в режиме АЦП работает вполне достойно для цены и возраста. Разница в уровне искажений между дорогой и дешевой деками здесь еще выше — в 16 раз.
Но тут надо все-таки спуститься с небес на землю и вспомнить о том, что параметров JE520 в принципе достаточно для комфортного прослушивания. То, что объективные измерения этой деки оказываются сильно (иногда в разы) хуже более качественной деки, вовсе не значит, что ее невозможно слушать. Я довольно много слушал обе деки, и не могу сказать, что между ними есть какая-то гигантская разница, хотя «по приборам» она заметна. Что касается качества записи с линейного входа, то дека JA30ES тут действительно хороша, и можно аргументировать ее приобретение именно этой особенностью. Но какие источники записи были доступны меломану-любителю в 1998 году? У винила, кассеты и радио характеристики заведомо хуже, чем даже у доступной по цене минидисковой деки — ее собственный уровень шумов будет гораздо ниже. Что еще остается… Качественные записи с катушечного магнитофона? Запись в студии? Может быть, но для профессионального применения будет совсем другой набор требований — топовая домашняя дека может быть просто неудобной. Что впрочем не мешало использовать минидиск именно как очень качественное, и достаточно дешевое решение для профессиональной работы.
Тем не менее мои измерения объективно показывают, что в 1998 году покупатель этой минидисковой деки заплатил много денег не зря — она объективно лучше устройств среднего класса. Я даже предположу, что качество JA30ES окажется выше доступных тогда DAT-дек и CD-рекордеров, сохраняющих сигнал в 16-битном формате (хотя АЦП у них может быть также более высокого разрешения). Выходит, JA30ES — одно из лучших, если не самое лучшее устройство для цифровой записи конца 20-го века? Но подождите, там же сжатие с потерями, смешные 292 килобита в секунду, как так?
Особенности MP3 и подобных
Тест RMAA ни в одном из режимов измерения не показывает однозначные последствия сжатия звука с потерями. На работу алгоритма может указывать частотная характеристика у двух устройств. Она немного отличается:
Более дешевая дека режет частоты выше 16 килогерц, у JA30ES потолок — честные 20 килогерц. Но это также могут быть особенности преобразования цифрового сигнала в аналоговую форму. Сжатие с потерями может влиять на форму искажений, хотя в любом случае результаты получается неплохие что в дорогом устройстве, что в дешевом. Дело в том, что в большинстве тестов используются сигналы определенной частоты. Например, динамический диапазон измеряется путем подачи на вход синусоидального сигнала с частотой 1 килогерц. При измерении АЧХ частота такого сигнала меняется в пределах от 20 герц до 22 килогерц. Для алгоритма сжатия это простая задача. Сложная задача — это настоящая музыка, в которой полезный сигнал присутствует во всем или почти всем спектре частот. Цель алгоритма сжатия, такого как MP3, AAC или в данном случае ATRAC — «выкинуть ненужное», то, что человек в любом случае не услышит. Высокочастотный шум, сигналы малой амплитуды, которые все равно маскируются каким-то более громким звуком. Всегда есть шанс, что на каком-то особо сложном фрагменте алгоритм сжатия не справится и выбросит то, что хорошо слышно. Вероятность такого, впрочем, относительно небольшая.
Есть способ сгенерировать сигнал, который будет симулировать настоящую музыку. Точнее можно сделать гораздо сложнее: воспроизвести одновременно десятки тонов разной частоты. Так, чтобы все они имели максимальную амплитуду, и покрывали весь диапазон частот. В качестве такого генератора я использую программу Room EQ Wizard. Вот такой сигнал получается при захвате напрямую с современного плеера:
А так этот сигнал выглядит после того, как его пропустили через минидиск:
Вот здесь кодировщику ATRAC пришлось делать непростой выбор. Все сигналы громкие, все «важные», ничего нельзя отрезать без существенных потерь. Кодировщик честно постарался сохранить амплитуду сигналов, но только до 15 килогерц. Общий уровень шума значительно вырос, разница между сигналом и шумом составляет не более 30 децибел, что по идее крайне мало. Сказывается ли эта особенность ATRAC при прослушивании реальной музыки? Выпуская первую минидисковую деку в серии ES в 1995 году, Sony старалась показать, что сжатие с потерями особо никак не портит звук. Я, пожалуй, соглашусь. Я специально устраивал себе слепой тест, в котором я не мог отличить оригинальную запись в высоком разрешении от копии на минидиске. Главным результатом данных измерений стало легкое разочарование в более дешевой деке. Она не то, чтобы сломана, но работает не совсем идеально. А вот JA30ES хорош не только за счет толстого трансформатора, но и по своим реальным характеристикам.
Элитную минидисковую деку я планирую использовать по назначению: слушать минидиски и, раз уж в у меня в наличии оказался очень качественный АЦП, переписывать на минидиск виниловые пластинки. Подозреваю, что такой вариант сохранения еще более древнего носителя был одним из основных поводов для покупки такого устройства почти 25 лет назад.
Тридцатилетие минидиска
Мне конечно жаль, что минидиск не стал популярным форматом, и не дожил до наших дней. Все физические носители постепенно уходят в прошлое, но было бы приятно зайти в магазин и приобрести новый альбом не на CD, а на минидиске. Этот формат сейчас переживает скромный ренессанс, небольшие издатели и отдельные исполнители выпускают музыку на MD — самостоятельно делают тираж самописных минидисков с нанесенной на них полиграфией. Ходят упорные слухи, что чистые минидиски до сих пор выпускаются компанией Sony. По крайней мере в Японии их можно без проблем приобрести.
Но самое интересное — это продолжающееся изучение минидиска энтузиастами. В этом направлении к 30-летию формата произошел ощутимый прогресс. Был сделан дамп проишвки ряда устройств формата NetMD, подключающихся к компьютеру. С его помощью впервые удалось найти способ копирования данных с минидисков на компьютер, не используя редкий и дорогой рекордер MZ-RH1. Была применена интересная своего рода «уязвимость», позволяющая последовательно вытаскивать информацию из 40-секундного буфера. Развивается современное ПО для работы с минидиском, которому я обязательно посвящу отдельную статью. Приятно, что у этого устаревшего формата есть достаточно поклонников, чтобы наше общее странное хобби двигалось вперед.
