海底沉积物是海洋物理和工程研究的重要对象,其声学特性研究一直备受国内外学者的重视。海底沉积物声学特性主要包含两个参数：声速和声衰减。目前沉积物声学特性实验室测量方法均属于绝对量测量方法,由于沉积物容易形变,以及衰减大,使得测量时难以准确判读声波的首波起跳点,这些均给测量结果带来较大误差。因此,为满足海底沉积物声学特性研究需要,在本研究组前期研究的基础上,本文提出了一种新的测量方法——相对量测量法。开发了以声波探针为传感器、高精度A/D转换器和复杂可编程逻辑器件为核心的多通道声信号测量系统,并进行了沉积物声学特性测量研究,获取了沉积物样品横截面间的声传播信号。论文介绍了海底沉积物实验室测量的研究现状,概述了海底沉积物的主要声学特性参数以及沉积物样品的制作方法。利用本文提出的相对量测量方法,分析了沉积物声速和声衰减特性,并设计了一个新型超声波信号测量系统。整个系统包括两个部分：数字信号处理系统部分和超声波信号发生系统部分。本文主要针对数字信号处理系统部分进行了详细的介绍,通过对系统的各个部分的硬件模块介绍,搭建了数字信号测量系统的硬件平台。在硬件模块方面,给出了声波仪系统控制信号接收模块、超声波信号接收模块和数字信号上传模块,并详细介绍了数据采集模块的各个接口电路。在软件方面,通过对CPLD器件进行编程,将声波仪控制系统的工作参数下载到下位机使整个系统按照相应的设定参数工作,以及将沉积物中的模拟声波信号转换为14位的数据量信号并存储在外部双口RAM中;采用VB6.0编写了上位机数据读取和处理程序,并给出了其工作流程图。为了验证新型声波仪的准确性,做了一个初步的测量实验。在实验过程中,分别以正弦信号和脉冲信号作为信号源,以一个声波探针作为信号接收端,得到了比较理想的信号波形。结合实验测量过程中发现的问题和不足,提出测量系统进一步改进的意见。