海底沉积物声学特性的相关研究在水下声通讯、海底资源勘探与开发、军事海洋环境保障、海底工程勘察、海底目标探测等领域均具有重要意义。原位声学测量作为直接体现海底沉积物原位环境状态真实声学特性的研究手段,近年来在国内取得迅速发展,在高频段内的声学特性探测能力已经看齐国外水准,但目前国内还缺少中低频段（1-10k Hz）的声学特性测量设备。声波发射采集是海底原位声学测量设备的关键技术之一,直接决定声学测量结果的精准度与频率探测范围。基于此,设计开发中低频段的声波发射采集系统,开展主要工作内容如下:1.设计声波发射采集系统整体架构。根据测量装置应用场景,确定了海底沉积物中低频声波发射采集系统的结构,包含FPGA主控核心板、外设底板、发射接收模块,并指定了声波发射采集系统的性能以及技术指标。此外,对与声波发射采集系统配合连接的中低频声学换能器的结构进行了描述。2.开展中低频声波发射采集系统的硬件电路设计。主要有主控芯片选取、电源电路、SDRAM缓存电路、AD模数转换电路、DA数模转换电路、网口通讯电路、SD卡存储电路以及发射接收模块的设计与调试。3.开发声波发射采集系统软件。软件分为上位机和下位机两部分,上位机软件包括串口及网口通讯程序、声波发射采集参数设置程序、波形显示程序、保存或打开文件程序等;下位机FPGA主控系统软件包括发射指定波形信号程序、采集信号程序、缓存及存储数据程序、通讯程序等。4.开展中低频声波发射采集系统以及中低频声学换能器性能测试。采用Multisim工具对AD、DA外围电路进行仿真,仿真结果表明DA发射模拟信号幅值位于±4V之间,AD接收模拟信号幅值范围位于±1V之间,与设计预期一致;系统两道AD采集通道底噪强度分别为1.83%和2.37%,两道AD采集通道的信号一致性良好,振幅一致性误差小于0.939%。5.开展实验验证中低频声波发射采集系统效能。实验分为发射频率测试、基于消声水池的声学特性测试、基于海滩的原位声学特性测试。发射频率测试实验结果表明系统激发频率1-10k Hz正弦脉冲的最大绝对误差为0.05Hz;基于消声水池的声学特性测试实验结果与水中标定声速对比表明,测量获得的2-10k Hz频段内的水中声速标准差为3.23m/s,相对标准误差在0.3%以内;基于海滩原位声学特性测试获得的1-3k Hz频段范围内砂质沉积物的平均测量声速值为1651.78m/s,处于砂质沉积物正常的声速范围内。