Изучим в цифрах и графиках двух типичных MD-представителей ушедшей эпохи: портативный плеер Sony MZ-R35 и стационарную деку Sony MDS-JE640.
Часть 1: Вспоминаем MiniDisc: чему можно научиться у старого цифрового формата
Как и в случае со многими устройствами аналогичного назначения, Sony MZ-R35 приятно взять в руки. Алюминиевый корпус, плотно пригнанные детали умеют создать настроение. Мини-диск устанавливается по аналогии с кассетой, и это правильно — всякие щелевые приемники увеличивают толщину, и со временем механизм выходит из строя. Питание от двух АА-батарей возможно через отдельный кейс, если не устраивает собственный аккумулятор.
Sony MZ-R35 вышел в 1998-м году и использовал ATRAC четвертого поколения. К этому моменту формат демонстрировал неплохие показатели. ATRAC1 v4 еще не имел экономичных MDLP-режимов, но можно было переключиться в моно, чтобы удвоить время записи с 74 до 148 минут.
Запись на Sony MZ-R35 возможна тремя способами: через мини-джек вход для микрофона, или линейный вход/оптический TosLink на одном комбинированном разъеме. Соответственно, помимо наушников имеется и линейный выход. Жаль только, не было оптического выхода, но это была прерогатива стационарных дек, в частности, как у нашей MDS-JE640.
Впрочем, цифровой выход стоял не во всех рекордерах поголовно: у Sony его можно было найти у середнячков «пятисотой» серии — главных рабочих лошадок 90-х годов. Модель MDS-JE640 занимает следующую ступеньку, но благодаря лишь кое-какому функционалу, в остальном не отличаясь от младшей линейки.
Sony MDS-JE640 появилась в 2000-м году с чипом CXD-2662R под продвинутый ATRAC Type-R на борту и стоила 345 долларов. Характерно, что цена была даже чуть ниже, чем за маленький Sony MZ-R35. Портативные MD-рекордеры давали качество звука и удобство — немыслимые по сравнению с кассетными плеерами, но и стоили дороговато. За Sony MZ-R35 просили 350 долларов — даже для западного студента это была довольно значительная сумма.
На панели Sony MZ-R35 присутствуют знакомые нам по дискменам функции AVLS и Digital Mega Bass — не забывайте, что когда-то слово «цифровой» звучало гордо. Вертикальное колесо можно еще и нажимать — очень не хватает таких органов управления в эпоху стерильных тачскринов.
А Sony MDS-JE640 позволяет даже подключить клавиатуру для ввода названий. Порядок записанных песен можно менять, присваивать им названия, и все напрямую на плеере. Хотя, безусловно, навороченность этих процедур редактирования уже за гранью терпения современных юзеров, привыкших, что все само подгружается из онлайн-базы.
Измерения напряжения плеера Sony MZ-R35 показали, что выходы (линейный 0,7 В/наушники 0,6 В) не дотягивали до одного вольта, который я условно считаю портативным стандартом Apple. Но, благодаря малому выходному импедансу, оно (выходное напряжение) практически не зависело от нагрузки, а сам усилитель Sony MZ-R35 не клиппировал на максимальной громкости. Так что показания мощности плеера получились гораздо выше скромных паспортных 5 мВт.
Измерения не касались микрофонного входа Sony MZ-R35, но цифровой и линейный входы обоих устройств были подвергнуты тщательному обследованию. Важно было разделить особенности работы системы в обход ATRAC, в штатном режиме и, собственно, работу кодеров ATRAC1. Ох, а ведь мы совсем забыли про экономные режимы LP2 и LP4!
Чтобы избавиться от влияния AD-DA цепей, тестовый сигнал в цифровом виде записывался на мини-диск через оптические входы Sony MZ-R35 и MDS-JE640, у которой к тому же имелся и коаксиальный разъем, превращающий ее в ЦАП среднего уровня. Далее этот мини-диск без преобразования в аналоговую форму воспроизводился через оптический выход MDS-JE640. Дека выдавала PCM-сигнал с разрешением 24 бит/44 кГц, который подавался на записывающее оборудование для анализа.
Практика частично подтверждает теорию. Посмотрите на показания динамического диапазона и шума в цифровом домене. Для компакт-диска, напомню, оно определяется по теоретической формуле шумов квантования:
6N + 1,8 дБ, т.е. 16 бит х 6 + 1,8 дБ = 97,8 дБ
Мы подавали по оптике сигнал 24 бит. Внутри ATRAC1 v4 разрешение сигнала остается на уровне 16 бит, а вот с ATRAC Type-R оно выросло до 114 дБ, т.е. почти 19 бит.
Артефакты ATRAC типичны для lossy-кодеков: изламывается АЧХ, а основной тон обрастает паразитными искажениями. Новая версия ATRAC Type-R работает с более высоким разрешением, а потому порог и уровень ее искажений лежит гораздо ниже. Также обращаю внимание, что даже без преобразования в аналог, на этапе математики ATRAC1 v4 демонстрирует нехилую такую четную гармонику, которой уже нет в поздней версии.
Вот вам и причина тоски некоторых коллекционеров мини-дисков, которые оказались впечатлены весьма удачным плеером 1996 года Sony MZ-R30 (MZ-R35 является его копией по внутренней начинке), а потом на более поздних портативных моделях уже не смогли сыскать такой же теплый, музыкальный саунд.
Режим MDLP предусматривает более низкий битрейт, но если сравнить деградацию частотки LP2 и классического ATRAC-режима, то различия будут минимальны. У LP4 отсечка ниже, разумеется, но особенность ATRAC такова, что в отличие от МР3, у него нет жесткой фильтрации по какой-то границе.
Конечно, все lossy-кодеки прочесывают музыку в верхнем диапазоне, и ATRAC не исключение. Но, если вы подадите в ATRAC-кодер один лишь высокочастотный тон, например, 20 кГц, он его сохранит, а MP3 тупо включит свой фильтр. Именно поэтому в синтетических замерах RMAA не удалось получить объективные показатели по MDLP — порог шума вычислить не удалось, гармонические искажения практически не изменились, зато интермодуляционные достигли абсурдных величин.
Любопытно было сравнить наши плееры в работе теперь уже в обход собственного ATRAC-кодера, в режиме чистых ЦАПов. Для этого тестовый RMAA-трек подается на оптические входы Sony MZ-R35 и MDS-JE640, и тут же аналоговый сигнал снимается с их линейных выходов. В этом режиме устройства находятся в момент паузы-записи, когда блок ATRAC не активируется.
У стационара показания нижнего порога шума и искажения ожидаемо находятся на уровне ЦАПа средней категории, а вот у портативного плеера разрешение падает до 90 дБ, т.е. 15 бит. Очевидно, что встроенный АЦП/ЦАП Asahi Kasei AK4515-VQ и остальная обвязка высоко не взлетят. Но для CD-источников, на работу с которыми и задумывался портативный плеер, это, в принципе, приемлемый показатель.
Вообще, для музыки эти погрешности в районе младших битов не играют существенной роли. А вот доминирующая вторая (четная) гармоника у обоих проигрывателей как на линейном, так и на наушниковом выходах чрезвычайно важна для нужного окраса.
Следует заметить, что, несмотря на более высокие значения искажений, линейный выход из-за более высокого уровня шума у Sony MZ-R35 смотрится чище, чем у стационара MDS-JE640 с целой гребенкой мелких помех на малых уровнях. Аналогичный баланс наблюдается и при работе Sony MZ-R35 и MDS-JE640 в своем штатном режиме записи аналогового и цифрового сигнала, для чего они, собственно, и предназначены. Скорее всего, аппараты явно не идеальны с точки зрения джиттера.
В заключение, я решил снабдить отчет музыкальным примером. В качестве опытного трека я использовал композицию, выбранную наугад — главное, чтобы она была в жанре шугейз. Вы можете ненавидеть подобную музыку, но ее особенность такова, что заполненным оказывается почти весь спектр. Так что искажения, потери и прорехи видны на фонограмме сразу после любого lossy-кодека.
Все варианты записей, как цифровые, так и аналоговые за исключением LP4 сохранили исходную динамику сигнала, хотя и по-разному переварили сильную компрессию по громкости исходника. В оригинале не было клиппинга, поскольку этот неряшливый, с хрипотцой микс все-таки благоразумно был ограничен по уровню –0,3 дБ.
Но при обработке в lossy-кодек подобная близость к пределу уровня грозит выбросами. При обработке в МР3 перехлесты были в нескольких точках, а вот в ATRAC Type-R их количество исчислялось сотнями. Но ATRAC уже более чем десять лет как заброшен, а MPEG-кодеры все-таки развивались силами энтузиастов.
В итоге получилось семь копий. В папке analog out в разрешении 24 бит/96 кГц сделаны оцифровки с линейных аналоговых выходов MDS-JE640 и MZ-R35. В папке digital out помимо оригинала лежат полностью цифровые «ATRAC-слепки», без AD-DA-конвертации и других вмешательств, полученные с цифрового выхода MDS-JE640 в разрешении 24 бит/44 кГц. Кроме того, для полноты эксперимента там же лежит вариант МР3 320 кб/с на кодере Lame 3.99. И надо признать, что наиболее близко к оригиналу прозвучала именно МР3.
На таком битрейте 320 с хорошим кодером Lame действительно сложно отличить разницу на коммерческой фонограмме. Может быть, чуть усох масштаб композиции, и она катилась уже не столь гладко и вольно, но принципиально не менялась, в отличие от трактовки ATRAC в стиле миди-системы 90-х. Что касается MDLP, то LP4 выдает себя артефактами, но разница между классическим режимом SP и LP2 не слишком заметна на слух.
ATRAC, в целом, выдает себя чуть более «притемненным» звучанием, сужается стереобаза, острота отходит в тень, и мидбасовый толчок становится более выраженным и «теплым». Ну, не хайэнд, но ведь вполне имеет право на жизнь. Вероятно, поэтому любители мини-дисков ностальгически сравнивали ATRAC с кассетами, которые в общем-то и планировалось таким образом заменить.
