示波器是一種用途很廣的電子測量儀器。利用它可以測出電信號的一系列參數(shù)，如信號電壓（或電流）的幅度、周期（或頻率）、相位等。
通用示波器的結構包括垂直放大、水平放大、掃描、觸發(fā)、示波管及電源等六個部分，方框圖如圖1所示。
圖1 示波器結構方框圖
現(xiàn)將各部分的主要作用簡述如下:
1. 電子示波管
如圖2所示,它主要由電子槍、偏轉系統(tǒng)、熒光屏三部分組成。電子槍包括燈絲、陰極、柵極和陽極。偏轉系統(tǒng)包括y軸偏轉板和x軸偏轉板兩部分，它們能將電子槍發(fā)射出來的電子束，按照加于偏轉板上的電壓信號作出相應的偏移。熒光屏是位于示波管頂端涂有熒光物質的透明玻璃屏，當電子槍發(fā)射出來的電子束轟擊到屏時，熒光屏被擊中的點上會發(fā)光。
2. 水平(x)、垂直（y）放大器
電子示波管的靈敏度比較低，假如偏轉板上沒有足夠的控制電壓，就不能明顯地觀察到光點的移位。為了保證有足夠的偏轉電壓，必須設置放大器將被觀察的電信號加以放大。
3. 掃描發(fā)生器
它的作用是形成一線性電壓模擬時間軸,以展示被觀察的電信號隨時間而變化的情況。
圖2 電子示波管結構圖
4. 波形的形成
在正常情況下, 熒光屏光點的相對移位是和輸入到示波器x軸或y軸上的電壓成正比的。例如,一正弦信號電壓uy = sinωt,如圖3(a) 所示。圖中y軸表示電壓的大小，x軸表示時間，現(xiàn)把uy 送至示波器的y軸偏轉板上，熒光屏上看到的是一根豎著的直線。這可以從圖3中來理解：當to時，y軸偏轉板上的電壓uy 為零，光點無偏移地停在熒光屏o點處。當t1時，uy 正向增大， 光點偏移至a點。t2時，uy 達到正向最大值，光點偏移至b點。t3時,uy 下降，但仍然是正電壓，光點回到a點。t4時，電壓為零，光點回到原點?？梢姡恻c移動距離與所加電壓成正比，故可用來測量電壓幅值。
圖3 正弦波
同理，在負半周，t5、t6、t7、t8各時刻光點相繼經(jīng)過c、d、c、o各點。
上述正弦波電壓持續(xù)加在垂直偏轉板上，光點不斷地上下來回移動，只要移動速度足夠快，利用視覺暫留效應，在熒光屏上看到的將是一根豎著的直線，如圖3(b) 所示。
為了顯示正弦波形，在示波器的水平偏轉板上需要加線性變化的鋸齒波信號電壓。如果y軸偏轉板上無信號，單獨在x軸偏轉板上加鋸齒波電壓，則熒光屏上也觀測到一條直線，只是成水平直線，其形成過程如下：
在 時， 是負電壓，光點在熒光屏上的a點，此后，電壓直線上升。當 時，光點移到 b點。 時，電壓上升到零值，光點在中心c點處。當 時，光點移到 d點。 時，電壓上升到最大值，光點達到e點。然后電壓迅速退回到負值，光點也就由e點迅速回到a點，如此不斷反復，熒光屏上可以觀察到一條水平直線，如圖4所示。
圖4 鋸齒電壓波
如果將被觀察的正弦波電壓uy 加在y軸偏轉板上,同時又將掃描電壓ux加在x軸偏轉板上,使正弦波的頻率與掃描電壓波的重復頻率相等,那么在熒光屏上就能觀察到一個完整的正弦波, 如圖2.1.5 所示。其合成過程如下:
在t0時，uy ＝0，y軸方向無偏移，而ux為負值，光點沿x軸向右偏移，位于熒光屏上的a點。在t1時，uy上升，光點向上移，同時ux也上升，光點又要向右移，合成結果使光點移至熒光屏上的b點。以后，在t2 、t3 、t4 各時刻，光點相繼沿c、d、e各點移動。t4 以后，由于 迅速返回至原始狀態(tài)，光點將從e點迅速返回a點。接著正弦波重新開始第二個周期，掃描電壓開始第二次掃描，熒光屏上呈現(xiàn)與第一次相重疊的正弦波形。如此不斷重復，熒光屏上可觀察到一個穩(wěn)定的正弦波。
上述兩者是在頻率相同情況下，熒光屏顯示出一個周期的正弦波。如果正弦波頻率 是掃描波重復頻率 的二倍時，即 fy=2fx ，則在熒光屏上看到的將是2個周期的正弦波，從而可知，當 = n 時，在熒光屏上將呈現(xiàn)出n個周期的正弦波。
可以設想，如果fy 與fx 不是成整數(shù)倍的關系（n不是整教），波形就不能完全重疊。為了解決這個問題, 通常是把輸入y軸的信號電壓作用在掃描發(fā)生器上，使掃描頻率fy 跟隨信號頻率fx 作些微小改變，以保持fy與fx成整數(shù)倍關系，這個作用稱之為同步?，F(xiàn)代示波器中經(jīng)常采用的是觸發(fā)同步，所觸發(fā)同步，是當輸入y軸的信號電壓瞬時值達到一定幅值時，觸動掃描發(fā)生器，產(chǎn)生一個鋸齒波電壓。這個鋸齒波掃描結束后，掃描發(fā)生器將處于等待下次觸發(fā)信號的狀態(tài)?？梢?，掃描電壓的起始點與輸人信號電壓的某一瞬時保持同步，保證了波形的穩(wěn)定。
圖5 單周波的合成過程