非对称无源组延迟波束形成的制作方法

本公开的各方面提供用于例如扬声器系统的非对称无源组延迟波束形成的系统和方法。

背景技术：

扬声器系统已实施为竖直堆叠和对准、水平对准或呈二维形式的扬声器或驱动器阵列。此配置中的驱动器可以具有相同类型，例如，高频扬声器、中频扬声器或宽带扬声器。驱动器还可以连接至分频网络或滤波器以产生特定频率范围的声音。

布置在阵列中的扬声器系统的一个问题在于：由多个驱动器产生的声音不会形成一致的声场或声图案。声场或声图案的这种不一致性使声音失真并损害收听者的收听体验。

技术实现要素：

一种扬声器可以包括用于从扬声器产生至少两个波束图案的结构。扬声器可以包括用于输出第一波束图案的第一组驱动器，以及不同于第一组驱动器的第二组驱动器，其中第二组驱动器被配置成输出第二波束图案。第一传输线电路控制到第一组驱动器的输入。第二传输线电路控制到第一组驱动器的输入。第二传输线电路不同于第一传输线电路。传输线电路分接在各个位置处，以将信号馈送至第一组或第二组中的驱动器。

在实例中，第一传输线电路包括与第一组驱动器的数目对应的多个子电路级。

在实例中，第二传输线电路包括与第二组驱动器的数目对应的多个子电路级。

在实例中，子电路级可编程以控制延迟或其它信号处理。

在实例中，子电路级中的至少一个子电路级包括多个电路元件，所述电路元件选择性地导电以对子电路级进行编程。

在实例中，子电路级中的至少一个子电路级包括开关，所述开关选择性地电连接多个电路元件中的至少一个电路元件，以提供选择延迟或信号处理。

在实例中，多个电路元件仅包括无源元件。

在实例中，第一传输线包括与第一组驱动器的数目对应的多个处理级。

在实例中，第二传输线包括与第二组驱动器的数目对应的多个延迟级。

在实例中，处理级可编程以控制音频输入信号延迟的处理。

在实例中，处理级中的至少一个处理级包括多个电路元件，所述电路元件选择性地导电以对处理级的处理进行编程。

在实例中，处理级中的至少一个处理级包括开关，所述开关选择性地电连接多个电路元件中的至少一个电路元件，从而为驱动器中的相应一个驱动器提供选择信号处理。

扬声器阵列可以包括用于输出第一波束图案的第一组驱动器，以及不同于第一组驱动器的第二组驱动器，其中第二组驱动器被配置成输出第二波束图案。第一传输线包括连接至第一组驱动器的第一多个级。每个级具有输入和输出。每个级的级输出可以耦合至下一级的级输入并耦合至多个驱动器中的至少一个驱动器。第一级的级输入可以耦合至音频信号输入。在实例中，每个级包括lc分支，其中至少一个电感器与级输入和级输出串联。至少一个电容器与第一组的多个驱动器中的至少一个驱动器并联连接至级输出。

在实例中，第二传输线包括连接至第二组驱动器的第二多个级。每个级具有级输入和级输出。每个级的级输出耦合至下一级的级输入并耦合至多个驱动器中的至少一个驱动器。第一级的级输入耦合至音频信号输入。每个级包括lc分支，其中至少一个电感器与级输入和级输出串联，并且至少一个电容器与第二组的多个驱动器中的至少一个驱动器并联连接至级输出。

在实例中，第一多个级和第二多个级中的每个级被配置成向每个后续级添加电延迟，所述电延迟经过调整，使得多个第一和第二多个驱动器以所需辐射图案产生声音，所述辐射图案是第一波束图案和第二波束图案的总和。

在实例中，第一组驱动器布置在第一线性阵列中，所述第一组驱动器包括位于第一线性阵列的末端处的第一驱动器，所述第一驱动器从第一传输线接收不受第一传输线的级影响的输入信号。

在实例中，第二组驱动器布置在第二线性阵列中，所述第二组驱动器具有位于第二线性阵列的末端处的第二驱动器，所述第二驱动器从第一传输线接收不受第二传输线的级影响的输入信号。

在实例中，第一驱动器和第二驱动器远离彼此。

在实例中，第一驱动器和第二驱动器在扬声器阵列的中间处相邻。

在实例中，选择每个级的组件值，以调整输入信号到第一组驱动器和第二组驱动器中的驱动器的电延迟。

在实例中，第一波束图案被配置成将声音提供至扬声器阵列上方的环境的顶部。第二波束图案被配置成将声音提供至扬声器阵列下方的环境。

在实例中，第一波束图案是窄波束，并且第二波束图案是比第一波束图案的窄波束宽的宽波束图案。

在实例中，所需辐射图案由例如扬声器阵列上方的扬声器环境的第一体积中的第一波束图案控制，以及由例如扬声器阵列下方的扬声器环境的第二体积中的第二波束图案控制。

附图说明

本公开的实施方案在所附权利要求书中具体指出。然而，各个实施方案的其它特征将变得更加显而易见，并且将通过结合附图参考以下详细描述更好地理解，在附图中：

图1示出根据实施方案的音频系统的示意图；

图2示出根据实施方案的音频系统的示意图；

图3示出根据实施方案的具有驱动器和延迟电路的音频系统的示意图；

图4a示出根据实施方案的具有驱动器和延迟电路的音频系统的示意图；

图4b示出根据实施方案的延迟级；

图4c示出根据实施方案的延迟级；

图4d示出根据实施方案的延迟级；

图5a示出根据实施方案的具有可以通过系统形成的多个波束的音频系统的示意图；

图5b示出根据实施方案的具有来自系统的单个波束的音频系统的示意图；以及

图6是描绘使用线性扬声器阵列提供波束覆盖图案的实例方法的操作流程图。

具体实施方式

本公开在扬声器系统的背景下提供，且更具体来说，涉及控制波束以形成非对称波束。扬声器可以提供非对称波束覆盖图案，所述非对称波束覆盖图案可以经过选择并任选地经过编程。波束覆盖图案的选择可以不同于由扬声器产生的其它波束覆盖图案。对于扬声器中的不同组驱动器，波束覆盖图案可以不同。个别馈电电路(例如，多级电路、延迟网络，或传输线)可以控制扬声器中的每组驱动器的波束图案。馈电电路可以具有每个驱动器的个别电路级，例如，延迟级。例如，通过选择在个别级中有源的电路元件，延迟级可以彼此不同并且可编程。

本文公开了详细实施方案；然而，应理解，所公开的实施方案仅仅是本发明的实例并且可以多种形式和替代形式体现。附图不一定按比例绘制；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而仅仅作为用于教导本领域的技术人员以不同方式采用本公开的代表性基础。

本公开的实施方案总体提供多个电路或其它电气装置。对电路和其它电气装置以及由每一者提供的功能的所有提及并不意图限于仅包括本文所示和所述的内容。尽管可以将特定标签分配给所公开的各个电路或其它电气装置，但是这些标签并不意图限制电路和其它电气装置的操作范围。这些电路和其它电气装置可以基于所需的特定类型的电气/操作实施方案而彼此组合和/或以任何方式分离。应认识到，本文公开的任何电路或其它电气装置可以包括任何数目的微处理器、集成电路、存储器装置(例如，flash、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，或其其它合适变体)，以及彼此协作以执行本文所公开的操作的指令(例如，软件)。另外，任何一个或多个电气装置可以被配置成执行在计算机可读介质中实施的计算机程序，所述计算机可读介质被编程为执行所公开的任何数目的功能和特征。计算机可读介质可以是非暂时性的，或者呈机器或电气组件可读的任何形式。为了便于描述，可以不详细描述各个电路元件，而是作为所描述的结构元件的部分。包括电路的结构元件的实例包括回声消除器、麦克风、滤波器、放大器和通信连接装置。

本文公开的方面可以提供由扬声器系统服务的环境的改进音频覆盖。在实例中，扬声器系统可以提供第一波束以覆盖扬声器上方的环境，例如，在环境的第一级处，并且提供不同第二波束以覆盖扬声器下方的环境，例如，在环境的第一级处。扬声器可以提供多个不同波束，所述波束可以与其自身对称，但与相邻波束不同(例如，非对称)。因此，扬声器系统或阵列可以调谐其对环境的音频覆盖。这可以在整个环境中产生更均匀的声压级以及改进的声学性能。

图1示出具有扬声器阵列102的实例音频系统100，所述扬声器阵列可以是线性阵列，例如，竖直阵列。扬声器阵列102可以使其驱动器分成顶部驱动器组103，例如上半部，以及底部驱动器组104，例如下半部。顶部驱动器组103和底部驱动器组104可以不具有相等数目的驱动器。扬声器阵列102不限于两个驱动器组。具有多于两个驱动器组也在本发明的范围内。在实例中，每个驱动器组具有多于两个驱动器。在一些实例中，每个驱动器组可以具有多于五个驱动器。使用多个扬声器阵列102以在例如大厅、教堂、舞台、亭子、公园、音乐会、公共广播系统等给定环境内提供声学覆盖也将在本公开的范围内。

顶部馈电电路105从音频源106接收音频信号。顶部馈电电路105可以是延迟网络。顶部馈电电路105可以是具有各个子电路的传输线，例如，半部电路或串联分路半部电路。顶部馈电电路105将驱动信号输入至顶部驱动器组103中的驱动器。

底部馈电电路107从音频源106接收音频信号。底部馈电电路107可以是延迟网络。底部馈电电路107可以是具有各个子电路的传输线，例如，半部电路或串联分路半部电路。底部馈电电路107将驱动信号输入至底部驱动器组104中的驱动器。子电路，例如半部电路，可以将输入信号单独地馈送至底部驱动器组104中的驱动器。

子电路，例如半部电路，可以将输入信号单独地馈送至驱动器组103、104中的驱动器。子电路可以仅包括无源组件，例如，电阻器(“r”)、电感器(“l”)或电容器(“c”)。在实例中，子电路包括有源组件，例如开关，以选择无源组件来将音频输入信号调节成用于作为驱动器组的一部分的相关联驱动器的驱动器信号。

音频声源106可以是音乐和/或多媒体的娱乐系统的音频输出。顶部驱动器组103和底部驱动器组104中的每一者可以具有线性对准、例如竖直对准的多个驱动器。扬声器阵列102可以包括任何数目的扬声器或驱动器。顶部馈电电路105可以操作以从顶部驱动器组103波束形成所得声学信号。底部馈电电路107可以操作以从底部驱动器组104波束形成所得声学信号。来自驱动器组103、104的所得波束可以不同，以在例如大厅、教堂、舞台、亭子、音乐会、公共广播系统等环境内提供不同声学覆盖。

图2示出具有扬声器阵列102的音频系统100的另一实施方案，所述扬声器阵列示为具有二十个驱动器102a至102t。驱动器102a至102t线性对准，并且可以安装在单个壳体中或划分到线性对准的多个壳体中。然而，扬声器阵列102不限于任何特定线性定向。为了便于描述，本公开可以指竖直阵列等，然而，水平阵列也在本公开的范围内。另外，驱动器102a至102t沿着至少一个方向线性对准，例如，竖直地、水平地或对角线地对准，例如当从如图1和2中所示的扬声器阵列102的正前方观察时竖直地对准。当从侧面观察竖直布置的扬声器阵列102(驱动器组103、104两者)或从上方观察水平布置的扬声器阵列102时，扬声器阵列102中的驱动器102a至102t可以线性布置以形成直线阵列。驱动器102a至102t可以沿着曲线布置以形成曲线阵列。驱动器102a至102t可以部分线性地布置以及部分沿着曲线布置。扬声器阵列102可以包括驱动器102a至102t，所述驱动器被配置成根据驱动器102a至102t的分布、投影方向以及来自音频源106的源信号上的馈电电路105、107的信号调节效果产生具有任何形状的声波束120、121(图1)。扬声器阵列102还可以被配置成通过调整如本文所描述的延迟和衰减特征来沿着其线性维度中的至少一者产生具有恒定束宽的声波束。

驱动器102a至102t可以是任何类型的驱动器。例如，驱动器102a至102t可以是用于产生高频音频的高频扬声器、用于产生低频音频的低频扬声器，或用于产生中频音频的中频扬声器。分频网络可以连接至馈电电路105、107，所述馈电电路可以被配置成将音频信号分配给合适驱动器(例如，将低频信号分配给低频扬声器，将高频信号分配给高频扬声器，以及将中频信号分配给中频驱动器)。驱动器102a至102t还可以是全频驱动器，每个驱动器能够在整个指定范围内驱动音频。

下文描述实例扬声器阵列和馈电电路，其中扬声器阵列包括任何数目的全频驱动器。可以根据所产生声音的频率上限的波长选择所使用驱动器的大小。驱动器分开的距离优选地小于最高频率的一个波长。

如本文更详细地描述，馈电电路105连接至扬声器阵列102。馈电电路105包括多个延迟单元或级108a至108i，所述延迟单元或级被配置成在耦合至第一(此处示为顶部)组103扬声器阵列102中的驱动器102a至102j的信号中产生延迟。在实例中，图2中的延迟单元108a至108i产生延迟，所述延迟针对从扬声器阵列102的中心至第一组103的末端的驱动器108a至108i增加。例如，根本没有延迟施加到耦合至中心驱动器102j的信号。将延迟nt插入耦合至每个后续驱动器，例如102i、102h、…102a的信号中。将最大延迟插入到耦合至驱动器组103的顶端上的驱动器102a的信号中。延迟单元108a至108i中产生每个驱动器102a至102i的延迟的组件是无源组件，所述无源组件包括不需要电源用于操作的组件，例如，电感器、电容器和/或电阻器。可以选择馈电电路105中的无源组件以产生具有频率的平坦组延迟，使得扬声器阵列102的顶部驱动器组103产生声音，好像驱动器102a至102j物理地布置或配置有数字延迟，以提供恒定波束传感器(“cbt”)的覆盖。在其它实例中，电感器和电容器布置在具有任意复杂度的级的级联中，所述复杂度具有选择为提供所需渐进延迟的值。延迟单元108a至108i可以使用无源组件实施，但是还可以使用包括例如晶体管、集成电路等有源组件的延迟单元实施。延迟单元108a至108i可以包括除了延迟电路之外的其它信号调节电路。

如本文更详细地描述，馈电电路107连接至扬声器阵列102。馈电电路107包括多个延迟单元或级108j至108r，所述延迟单元或级被配置成在耦合至第二(此处示为底部)驱动器组104扬声器阵列102中的驱动器102k至102t的信号中产生延迟。在实例中，图2中的延迟单元108j至108r产生延迟，所述延迟针对从扬声器阵列102的中心至第二组104的末端的驱动器108k至108t增加。例如，根本没有延迟施加到耦合至中心驱动器102k的信号。将延迟nt插入耦合至每个后续驱动器，例如102l、102m、…102t的信号中。将最大延迟插入到耦合至底部驱动器组104的底端上的驱动器102t的信号中。延迟单元108j至108r中产生每个驱动器102l至102t的延迟的组件是无源组件，所述无源组件包括不需要电源用于操作的组件，例如，电感器、电容器和/或电阻器。可以选择馈电电路107中的无源组件以产生具有频率的平坦组延迟，使得扬声器阵列102的第二驱动器组103产生声音，好像驱动器102k至102t物理地布置或配置有数字延迟，以提供恒定波束传感器(“cbt”)的覆盖。在其它实例中，电感器和电容器布置在级联梯形电路中，所述级联梯形电路具有选择为提供所需渐进延迟的值。延迟单元108j至108r可以使用无源组件实施，但是还可以使用包括例如开关、晶体管、集成电路等有源组件的延迟单元实施。

应注意，以下描述描述了馈电电路的实例，其中关于每个驱动器组103、104中的中心驱动器对称地施加延迟单元(例如，延迟单元108a至108r)。也就是说，由每个延迟单元产生的延迟相等，并且馈电电路被配置成使远离每个驱动器组103、104的中心驱动器定位的每个驱动器处的延迟总和递增。在其它实例中，馈电电路105、107不需要对称。馈电电路105或107中的每个延迟单元可以具有唯一延迟值和不同衰减特征，设计者可以将唯一延迟值和不同衰减特征配置成从驱动器组103、104中的每个组产生所需的恒定束宽图案。

图3是例如如图1或图2中所示的扬声器阵列和馈电电路的实例的示意图。类似元件用相同最低有效位指定并且百位数值从100变为300。具有图3中的系统300的实例阵列包括含20个元件的扬声器阵列302和传输线305、307，所述传输线305、307是图1中所示的馈电电路105、107的实例。在实例中，传输线305、307是级联lc梯形网络。传输线305、307是分接传输线。沿着传输线305、307提供接头，以将馈电信号提供至扬声器阵列302的相应驱动器。扬声器阵列302包括线性布置的二十个驱动器302a至302t，所述驱动器分成第一驱动器组303(如图3中所示右侧)和第二驱动器组304(如图3中所示左侧)。图3中的配置是水平的，然而，也可以使用竖直配置。图3中的配置是平面的，然而，也可以使用弧形配置。弧形配置在正视图中可以呈线性并且当从侧面查看时呈曲线。

假设水平配置，第一驱动器302a位于阵列的一端上，例如，位于第一驱动器组304的一端处。其余驱动器302b至302t随后按顺序对准，使得驱动器302t处于另一驱动器组304中并且处于驱动器302a的相对端上。驱动器302j和302k彼此相邻定位且分别处于不同驱动器组303和304中，并且处于扬声器阵列302的中心中。

假设竖直配置，驱动器302a位于扬声器阵列302的底部驱动器组304的底部处。驱动器302j位于扬声器阵列302的底部驱动器组304的顶部处。驱动器302k位于扬声器阵列302的顶部驱动器组305的底部处。驱动器302t位于扬声器阵列302的顶部驱动器组305的顶部处。中心驱动器302j、302k位于竖直扬声器阵列202的中间，位于底部驱动器组304的顶部以及顶部驱动器组305的底部处。在以下描述中，假设竖直配置。然而，所描述实施方案的实例不限于竖直配置。

第一分接传输线305连接至输入信号vi。传输线305包括形成有电感器l10至l18和电容器c10至c18的延迟单元或级，所述电感器和电容器连接以形成lc分支的级联梯，其中接头用于连接至扬声器阵列302的顶部驱动器组303中的驱动器302k至302t。每个级包括级输入和级输出。这些级配置为使得电感器l10至l18与输入信号vi串联连接，并且电容器c10至c18与电感器之间的驱动器对并联连接。图3中的传输线305中的每个级的级输出是传输线305中的下一级的级输入。第一级的级输出是第二级的级输入。第二级的级输出是第三级的级输入。如图3中所示，形成级的lc分支的每个电容器ci连接至每个电感器之间的节点。传输线305的接头处于每个级输出处，所述级输出是连接电感器之间的电容器的节点。选择电感器l10至l19和电容器c10至c18的值，以将适当延迟插入到耦合至对应驱动器的信号。所有驱动器302k至302t的负端通过级的一端连接至公共端。

第二分接传输线307连接至输入信号vi。传输线307包括形成有电感器l1至l9和电容器c1至c9的延迟单元或级，所述电感器和电容器连接以形成lc分支的级联级，其中接头用于连接至扬声器阵列302的底部驱动器组304中的驱动器302a至302j。每个级包括级输入和级输出。连续级的级输入可以是前一级的级输出。这些级配置为使得电感器l1至l9与输入信号vi串联连接，并且电容器c1至c9与电感器之间的驱动器对并联连接。图3中的传输线307中的每个级的级输出是传输线307中的下一级的级输入。第一级的级输出是第二级的级输入。第二级的级输出是第三级的级输入。如图3中所示，形成级的lc分支的每个电容器ci连接至每个电感器之间的节点。传输线307的接头处于每个级输出处，其是连接电感器之间的电容器的节点。选择电感器l1至l9和电容器c1至c9的值，以将适当延迟插入到耦合至对应驱动器的信号。所有驱动器302a至302j的负端通过级的一端连接至公共端。

图3中的级的配置可以是低通滤波器。虽然拓扑与低通滤波器相同，但是组件的值不同。组件值失谐。也就是说，组件值的大小设定成形成具有频率的平坦组延迟，这无法通过低通滤波器完成。组件值的大小也设定成在宽频率范围内形成相对平坦的衰减。

传输线305、307的接头连接至驱动器302a至302t，使得向耦合至驱动器组的中心中的驱动器的信号提供最短延迟，并且耦合至从中心驱动器302p和302o、302e和302f向上和向下延伸的驱动器的信号延迟增加。在实例中，每个驱动器组303、304和传输线305、307可以具有在第8,971,547号美国专利中描述的配置，所述专利特此以引用方式并入。第一驱动器组302a至302j中的驱动器可以在驱动器对中驱动，所述驱动器对关于扬声器阵列302的第一驱动器组的中心对称地物理定位。后续驱动器对从中心至顶部和底部类似地布置。驱动器对连接至传输线305，使得信号耦合至所述对中的一个驱动器的一端(例如，“+”端)。另一端(例如，“-”端)连接至驱动器对中的另一驱动器的端子(例如，“+”端)。驱动器对中的另一驱动器的相对端(例如，“-”端)连接至公共连接件，所述公共连接件连接阵列302中的第一驱动器组304的一端。也就是说，公共连接件连接每组中的驱动器的一端。驱动器对的相对端连接至传输线305，以接收延迟信号或其它处理信号。

如图3中所示，中心驱动器302j、302k连接至音频信号输入vi，使得耦合至中心驱动器302j、302k的音频信号不通过级调节，例如延迟信号。形成有电感器l1和电容器c1的lc分支提供第一延迟，所述第一延迟插入耦合至驱动器202i的信号。形成有电感器l2和电容器c2的lc级提供第二延迟，所述第二延迟添加到第一延迟并且插入耦合至后续驱动器302h的信号。由电感器l3至l9和电容器c3至c9形成的每个后续级向每个后续驱动器提供逐渐增长的延迟，使得针对最靠近每组的底部的驱动器的延迟增加。有效地，换能器的每个驱动器以组延迟进一步递增的方式从梯子分接，使得外部换能器从梯子的所有部分接收延迟，由此接收最大延迟。组延迟在驱动器组输出的声音的竖直维度上产生阵列的明显弯曲。每一组可以具有不同延迟以及输入信号的其它处理。因此，一组相对于扬声器中的另一组产生声学输出的不同明显弯曲。

图4a是类似于图3中所示的结构300的扬声器阵列和传输线400的实例的示意图。类似元件用相同参考标号指定。图3中所示的电容器c1至c18用子电路4011至40118代替。子电路4011至40118包括各种元件，所述元件例如使用控制器电路(未示出)可控制，以控制供应至第一驱动器组303和第二驱动器组304中的每个驱动器的每个输出。在实例中，子电路4011至40118包括至少一个电容器，例如，c1至cn。电容器可以与图3中的电容器c1至c18中的一个电容器相同，但是处于单个子电路中。

参考图4b，示出子电路401。子电路401包括第一端411，所述第一端连接至传输线305的公共端或传输线307的公共端。电路包括第二端412，所述第二端从传输线305连接至输入端，或将传输线307的公共端连接至相关联驱动器302。提供多个电路元件，例如，电容器c1、c2、cn-1和cn，所述电路元件可以控制到相关联驱动器组中的驱动器的延迟量。例如，可以代替电容器包括其它电路元件，或在电容器之外还包括其它电路元件。这些其它电路元件可以包括有源元件，例如，晶体管。电路元件可以使用开关4131至413n选择性地作为延迟电路(例如，子电路401)中的有源电路的部分。开关4131至413n选择性连接端子411、412之间的电路元件。由于可以单独地激活(例如，由控制器切换)开关4131至413n中的每个开关，因此存在延迟电路(例如，子电路401)的设定的n²个组合。例如，如果存在两个电路元件，例如c1和c2，则存在四个组合：(a)开关4131和4132两者断开，(b)开关4131闭合且开关4132断开，(c)开关4131断开且开关4132闭合，以及(d)开关4131和4132两者闭合。第一组合不具有电路元件c1、c2中的任一者作为延迟电路的一部分。第二组合在延迟电路中具有电路元件c1，但不具有电路元件c2作为延迟电路401的一部分。第三组合在延迟电路中具有电路元件c2，但不具有电路元件c1作为延迟电路的一部分。第四组合具有电路元件c1、c2两者作为延迟电路的一部分。本实施方案允许对延迟网络编程以在个体基础上控制到任何个别驱动器302的延迟。因此，顶部驱动器组可以提供不同于底部驱动器组的波束。

图4c是类似于图4b的视图，但替代电容器c1至cn示出了电路4211至421n。电路4211至421n可以包括用于传输线中以控制由此传输的电信号的任何电路元件。在实例中，电路4211至421n包括电感器。在实例中，电路4211至421n包括电阻器、电感器、电容器(rlc)电路。在一些实例中，有源电路元件是至少一个电路4211至421n的一部分。在一些实例中，每个电路4211至421n相同，并且额外电路中的添加增加了信号处理。在一些实例中，电路4211至421n中的至少一个电路不同于其它电路。每个电路4211至421n选择性地连接以例如通过开关413的连接在传输线内导电。因此，具有电路4211至421n中的一个电路的每个级可以对信号(例如延迟)具有不同的电效应，所述信号相对于电路4211至421n中的另一电路发送至其相关联的驱动器。

图4d是类似于图4b的视图，但替代图4b的电感器l示出多个可切换电感器l1、l2、…ln-1、ln。尽管示为电感器l1至ln，但是使用电路4211至421n代替电感器l1至ln也在本公开的范围内，并且电路可以包括用于传输线中以控制由此传输的电信号的任何电路元件。每个电感器l1至ln选择性地连接以例如通过开关4311至431n的连接在传输线内导电。因此，具有可切换电感器l1至ln中的一个可切换电感器的每个级可以对信号具有不同的电效应，所述信号相对于级中的另一级发送至其相关联的驱动器。应理解，电感器l1至ln中的至少一个电感器是内联的或切换至导电，因为此连接将vi信号馈送至下一级以及相关联驱动器。

传输线305、307包括音频输入信号发生器，所述音频输入信号发生器耦合至传输线的输入以提供输入信号vi。除了在耦合至驱动器的信号处插入组延迟之外，所述信号还逐渐地或选择性地衰减。

图5a是示出可以由系统或扬声器100、200或300产生的示例性波束图案的图500。在501处示出中心轴。在顶部宽波束边界504和底部宽波束边界505内示出宽波束图案503。在中间顶部边界507和中间底部边界508内示出近距离波束图案506。在远距离顶部边界511和远距离底部边界512内示出远距离波束图案510。在窄顶部边界516和窄底部边界517内示出窄波束图案515。这些波束图案503、506、510和515关于中心入口对称。为了实现这种对称性，顶部驱动器组103、303可以具有不同于底部驱动器组103、304的延迟。任何波束图案503、506、510和515的顶部部分(例如上半部)在可以包括中心轴501的中心线或平面上方。任何波束图案503、506、510和515的底部部分(例如下半部)在中心线下方。因为驱动器组103、303和104、304中的每个驱动器组由单独馈电电路或传输线控制，因此其可以单独编程。

图5b是示出不同于底部波束图案503的顶部波束图案515的图500b。在此实例中，顶部波束图案515由顶部驱动器组103或303产生并且是窄波束图案。底部波束图案503由底部驱动器组104或304产生并且是下填充(宽)波束图案。这些波束图案以其关于中心轴501的理想状态示出。然而，将交叉或混合中心轴501相邻的波束图案515、503。真实波束520将是中心轴501相邻的两个波束图案515、503的组合。

参考竖直定向的阵列描述扬声器100、200、300。图5a和图5b示出竖直定向的扬声器的性能。扬声器阵列还可以水平定向。术语“束宽”指在阵列配置的方向上的宽度。

扬声器阵列可以包括包围多个驱动器组的壳体。壳体可以是形成驱动器(例如，换能器)的线性阵列的单个壳体。扬声器可以提供单一解决方案，以通过具有来自不同驱动器组的不同波束图案提供改进的声学覆盖。可以通过使用网络和延迟级或延迟元件控制每个驱动器组来产生不同波束图案。在实例中，覆盖可以在空间中提供可能不具有均匀形状的均匀声压级。

图6是描绘用于使用线性扬声器阵列，例如100、200或300提供非对称覆盖图案的方法的实例的操作的流程图。图6中所示的方法可以使用具有用户界面的计算机程序实施，所述用户界面允许用户交互以设定组件值(例如，控制子电路401中的开关)、扬声器位置，用于数据分析的配置视图以及设定任何其它参数。计算机程序可以使用合适的编程语言开发为应用程序，或者可以实施为应用程序中的宏或指令序列，例如，电子表格、数据库或合适替代方案。图6中所示的实例方法允许用户确定在选定网络中使用的组件值，以通过线性布置的扬声器阵列形成非对称覆盖图案。所述方法还允许用户通过确保在顶部第一驱动器组103、303和底部第二驱动器组104、304的所需频率范围内以所需水平实现恒定束宽来优化网络的性能。

在步骤602处，确定第一驱动器组和第二驱动器组两者的所需束宽和所需带宽。束宽和带宽规范可以输入到存储器中，或可以由用户通过用户界面查询来请求。用户界面查询可以是数据输入的菜单式界面、电子形式或任何合适替代形式。

在步骤604处，在驱动器组中确定驱动器间隔。间隔是驱动器之间的距离。驱动器间隔可以提供于存储器中或由用户通过用户界面请求。一般来说，驱动器间隔应小于受控制的最高频率的一个波长(λ)。

在步骤606处，确定用于线性阵列中的组中的驱动器的数目，确定驱动器间隔。驱动器的数目可以提供于存储器中或由用户通过用户界面请求。一般来说，应选择每组中的驱动器的数目，使得线性阵列的高度长于受控制的最低频率的一个波长(λ)。

在步骤608处，分别产生驱动器组的传输线。传输线可以通过级的拓扑、组件和组件值限定。每个级的配置可以在存储器中预定义并作为替代方案提供给用户以供选择。

在步骤610处，通过传输线的级针对每个换能器处的组延迟或衰减产生模型传递函数。组延迟或衰减作为频率的函数产生。传递函数可以产生为图形，但是可以是任何用户可读输出。这也适用于每个组。

在步骤612处，产生说明换能器将如何在空间中求和的声学模型。模型包括针对空间的至少顶部部分和空间的底部部分的单独驱动组。模型包括组延迟或衰减，并且可以显示为束宽与每个驱动器组的频率。

在步骤614处，可以调整传输线的级中的组件的组件值，以在所需频率范围内获得恒定束宽。可以从每个组件的宽范围值中选择组件值。选择这些值以在所需频率范围内提供接近恒定的束宽。通过进一步微调值来选择值的初始集合用于优化。调整或优化可以使用开关完成，以控制每个驱动器(例如换能器)的每个延迟电路(例如，401)。

在步骤616处，针对每个驱动器组正寻址的空间的特定部分的最佳束宽微调组件值。步骤616可以执行本地搜索。在步骤616中可以使用计算优化器来微调值，直至找到在所需范围内以目标值产生最恒定束宽的值。一旦找到，开关可以选择驱动器组中的每个驱动器的延迟，以实现所需波束图案，例如，束宽。优化器具有初始条件(或种子)，并将找到局部最小值、最大值或固定值。计算优化器可以使用在步骤614中找到的组件值作为种子。

在决策框618处，检查声学模型以确定所述声学模型是否控制高达最高频率。如果不是(“否”分支)，则在步骤620处选择较小驱动器和驱动器间隔并且方法返回到步骤606。如果获得对高达最高频率的控制(“是”分支)，则在决策框622处检查声学模型以确定所述声学模型是否控制低至最低频率。如果不是(“否”分支)，则在步骤624处将额外驱动器添加到传输线。方法随后继续到步骤608以产生新的传输线。如果在决策框622处获得对最低频率的控制(“是”分支)，则以目标值在整个范围内检查束宽。如果束宽不恒定(“否”分支)，则在步骤614处选择新的种子组件值。如果束宽恒定(“是”分支)，则设计完成。

描述了用于以至少两种图案产生声音的扬声器阵列和方法。扬声器阵列包括多个扬声器，每个扬声器具有多个驱动器组。每个驱动器组包括馈电电路，例如，传输线。传输线具有多个级。每个级具有级输入和级输出。每个级的级输出耦合至下一级的级输入。每个级输出还连接至多个驱动器或扬声器中的至少一者。第一级的级输入耦合至音频信号输入。每个级被配置成添加每个后续级的音频信号或在驱动器组的每个级处的其它信号处理的电延迟。调整电延迟，使得多个扬声器以所需辐射图案产生声音。

尽管上文描述示例性实施方案，但并不意味着这些实施方案描述了本发明的所有可能形式。相反，用于本说明书中的词是描述性词而非限制性词，并且应理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以作出各种改变。另外，可以组合各个实现的实施方案的特征以形成本公开的其它实施方案。