示波器是一種快速的X-Y電子描繪器，可根據(jù)需要，描繪出輸入信號(hào)對(duì)另一信號(hào)或者輸入信號(hào)對(duì)時(shí)間的關(guān)系曲線。在示波管的屏面上，有一個(gè)光點(diǎn)隨輸入電壓而移動(dòng)，起類似記錄筆的作用。在一般情況下，Y軸(垂直軸)輸入端接入被測(cè)電壓信號(hào)，使光點(diǎn)依電壓的瞬時(shí)值作上下移動(dòng);X軸(水平軸)輸入端接內(nèi)部產(chǎn)生的隨時(shí)間作線性變化的鋸齒波電壓，使光點(diǎn)均勻地從左到右掃描。于是，在熒光屏上，光點(diǎn)就描繪出輸入電壓隨時(shí)間變化的曲線。

如果被測(cè)信號(hào)以足夠快的速度重復(fù)出現(xiàn)，并與鋸齒波間保持固定的時(shí)間關(guān)系，則顯示的曲線可保持穩(wěn)定。示波器就是這樣一種可將隨時(shí)間變化的電壓描繪成可見(jiàn)圖像的工具。并且，現(xiàn)已成為電子測(cè)量的通用儀器。一般示波器可測(cè)量信號(hào)的電壓、電流、頻率、周期、相位以及電路的幅頻特性和相頻特性等。

隨著示波器功能的不斷完善，性能指標(biāo)的不斷提高，示波器電路也越來(lái)越繁雜，但基本結(jié)構(gòu)與工作原理都大同小異。示波器的結(jié)構(gòu)框圖如圖13.5.1所示。

示波管是示波器的主要器件之一，是由玻璃封裝的電真空器件，其作用是把被測(cè)電壓變換成發(fā)光的圖形。由陰極發(fā)射出的電子束經(jīng)聚焦、加速、偏轉(zhuǎn)等調(diào)節(jié)控制后，轟擊涂有熒光粉的熒光屏，使被轟擊部分激發(fā)出可見(jiàn)光。示波管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩對(duì)互相垂直的偏轉(zhuǎn)板組成，分別控制電子束的垂直與水平方向偏轉(zhuǎn)。因此在示波器中，當(dāng)垂直偏轉(zhuǎn)板(即Y軸)接人被測(cè)信號(hào)電壓、水平偏轉(zhuǎn)板(即X軸)接人鋸齒波電壓，并且兩者保持一定的時(shí)間關(guān)系時(shí)，熒光屏上就能顯示出穩(wěn)定的信號(hào)波形。

Y軸放大器的作用是把被測(cè)信號(hào)電壓輸入到垂直放大器放大后，送到示波管Y軸偏轉(zhuǎn)板上進(jìn)行觀察。這是因?yàn)橥ǔ１粶y(cè)信號(hào)電壓的幅度不足以在示波管上產(chǎn)生可以觀察的垂直偏轉(zhuǎn)，必須經(jīng)過(guò)垂直放大器放大才行。示波器要觀察的信號(hào)從幾十毫伏到幾百伏都有，若將幾百伏的信號(hào)直接接入放大器，放大器就不能正常工作。為了適應(yīng)被測(cè)信號(hào)幅度這么大的變化范圍，保證放大器正常工作，垂直通道接有衰減器，操作時(shí)可根據(jù)輸入信號(hào)大小，選擇合適的衰減檔位，必要時(shí)，可用面板上的“Y軸增幅”旋鈕調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)，使屏面上顯示的信號(hào)具有便于觀察的適當(dāng)幅度。

X軸放大器的作用是將掃描電壓或外接信號(hào)進(jìn)行放大，并由一轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇。

掃描發(fā)生器是產(chǎn)生用作時(shí)基的鋸齒波電壓。要得到穩(wěn)定的顯示波形，X、Y軸所加信號(hào)之間必須保持一定的嚴(yán)格的時(shí)間關(guān)系。即每次掃描的起點(diǎn)，必須對(duì)應(yīng)于被測(cè)信號(hào)的某一確定時(shí)刻，熒光屏上才能顯示出穩(wěn)定的波形。若不滿足這一條件，熒光屏上顯示的波形就不會(huì)穩(wěn)定，甚至可能是雜亂無(wú)章的。為了使顯示波形穩(wěn)定而加入的信號(hào)叫做同步(觸發(fā))信號(hào)。用經(jīng)垂直放大器放大后的被側(cè)信號(hào)分量作同步信號(hào)的，叫內(nèi)同步;用外接信號(hào)作同步信號(hào)的，叫外同步;用示波器電源變壓器取出的信號(hào)作同步信號(hào)的，叫電源同步。不管同步(觸發(fā))信號(hào)從何處引入，它在時(shí)間上必須與被側(cè)信號(hào)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能起到同步(觸發(fā))作用。

另外，為了使熒光屏上所顯示的波形穩(wěn)定，便于調(diào)節(jié)波形在熒光屏上的位置、亮度、清晰度等，在電子示波器中還設(shè)有同步電路，亮度、位移、聚焦等調(diào)節(jié)電路。有的示波器還增設(shè)了觸發(fā)掃描、時(shí)間測(cè)量、幅度校準(zhǔn)等輔助電路，使電子示波器的使用更加便利、廣泛。