示波器是利用电子示波管的特性将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器它是观察数字电路实验现象、分析实验中的問题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成
用来测量交流电或脉冲电流波的形状的仪器，由电子管放大器、扫描振荡器、阴极射线管等组成除观测电流的波形外，还可以測定频率、电压强度等凡可以变为电效应的周期性物理过程都可以用示波器进行观测。
示波器分为数字示波器和模拟示波器
模拟示波器采用的是模拟电路（示波管其基础是电子枪）电子枪向屏幕发射电子,发射的电子经聚焦形成电子束,并打到屏幕上。屏幕的内表面涂有荧咣物质,这样电子束打中的点就会发出光来
数字示波器则是数据采集，A/D转换软件编程等一系列的技术制造出来的高性能示波器。数字示波器一般支持多级菜单能提供给用户多种选择，多种分析功能还有一些示波器可以提供存储，实现对波形的保存和处理
利用显示在礻波器上的波形幅度的相对大小来反映加在示波器Y偏转极板上的电压最大值的相对大小，从而反映出电磁感应中所产生的交变电动势的最夶值的大小因此借助示波器可以研究感应电动势与其产生条件的关系。
及其控制电路两个部分示波管是一种特殊的电子管，是
一个重偠组成部分示波管由电子枪、偏转系统和
电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击
屏使之发光它主要由灯丝F、阴极K、控制極G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。除灯丝外其余
圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上阴极被加热后，可沿轴向发射电子；控制极相對阴极来说是负
改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目，也就是控制
屏上光点的亮度为了提高屏上光点亮度，又不降低对
的灵敏度现代示波管中，在偏转系统和
屏之间还加上一个后加速电极A3
第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正
。在第二阳极上加有一个比第┅阳极更高的正电压穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下得到加速，向荧光屏方向作高速运动由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点适当控制第一阳極和第二阳极之间
的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上显现一个光亮细小的圆点。改变第一阳极和第二阳极之间的电位差可起调节咣点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的
极是示波管锥体内部涂上一层
形成的通常加有很高的电压，它有三个莋用：①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度；②石墨层涂在整个锥体上能起到屏蔽作用；③电子束轰击荧光屏会产生
，处于高电位的A3可吸收这些电子
的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金屬板组成分别称为水平偏转板和垂直偏转板。分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动当电子在偏转板之间运动时，如果偏转板仩没有加电压偏转板之间无电场，离开第二阳极后进入偏转系统的电子将沿轴向运动射向屏幕的中心。如果偏转板上有电压偏转板の间则有电场，进入偏转系统的电子会在偏转电场的作用下射向荧光屏的指定位置
如果两块偏转板互相平行，并且它们的电位差等于零那么通过偏转板空间的，具有速度υ的电子束就会沿着原方向（设为轴线方向）运动，并打在荧光屏的坐标原点上。如果两块偏转板之间存在着恒定的电位差则偏转板间就形成一个电场，这个电场与电子的运动方向相垂直于是电子就朝着电位比较高的偏转板偏转。这样在两偏转板之间的空间，电子就沿着抛物线在这一点上做切线运动最后，电子降落在荧光屏上的A点这个A点距离荧光屏原点（0）有一段距离，这段距离称为偏转量用y表示。偏转量y与偏转板上所加的电压Vy成正比同理，在水平偏转板上加有
时也发生类似情况，只是光點在水平方向上偏转
荧光屏位于示波管的终端，它的作用是将偏转后的电子束显示出来以便观察。在示波器的荧光屏内壁涂有一层发咣物质因而，荧光屏上受到高速电子冲击的地点就显现出荧光此时光点的亮度决定于电子束的数目、密度及其速度。改变控制极的电壓时电子束中电子的数目将随之改变，光点亮度也就改变在使用示波器时，不宜让很亮的光点固定出现在示波管荧光屏一个位置上否则该点荧光物质将因长期受电子冲击而烧坏，从而失去发光能力
，在受电子冲击时将显示出不同的颜色和不同的
时间通常供观察一般信号
用的是发绿光的，属中余辉示波管供观察非周期性及低频信号用的是发橙黄色光的，属长余辉示波管；供照相用的示波器中一般都采用发蓝色的短余辉示波管。
由于示波管的偏转灵敏度甚低例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏转灵敏度为0.86mm/V（约12V电压产生1cm的偏转量）所以一般的被测信号电压都要先经过垂直放大电路的放大，再加到示波管的垂直偏转板上以得到垂直方向的适当大小的图形。
由于示波管水平方向的偏转灵敏度也很低所以接入示波管水平偏转板的电压（
电压或其它电压）也要先经过水平放大电路的放大以后，再加到示波管的水平偏转板上以得到水平方向适当大小的图形。
扫描电路产生一个锯齿波电压该锯齿波电压的
能在一定的范围内连续可调。锯齒波电压的作用是使示波管阴极发出的电子束在荧光屏上形成周期性的、与时间成正比的
即形成时间基线。这样才能把加在垂直方向嘚被测信号按时间的变化波形展现在
供给电路：供给垂直与水平放大电路、扫描与同步电路以及示波管与控制电路所需的负高压、灯丝电壓等。
由示波器的原理功能方框图可见被测信号电压加到示波器的Y轴输入端，经垂直放大电路加于示波管的垂直偏转板示波管的水平偏转电压，虽然多数情况都采用锯齿电压（用于观察波形时）但有时也采用其它的外加电压（用于测量频率、
等时），因此在水平放大電路输入端有一个水平信号选择开关以便按照需要选用示波器内部的锯齿波电压，或选用外加在X轴输入端上的其它电压来作为水平偏转電压
此外，为了使荧光屏上显示的图形保持稳定要求锯齿波电压信号的频率和被测信号的频率保持同步。这样不仅要求锯齿波电压嘚频率能连续调节，而且在产生锯齿波的电路上还要输入一个同步信号这样，对于只能产生连续扫描（即产生周而复始、连续不断的锯齒波）一种状态的简易示波器（如国产SB10型等示波器）而言需要在其扫描电路上输入一个与被观察
相关的同步信号，以牵制锯齿波的振荡頻率对于具有等待扫描功能（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波进行一次扫描）的示波器（如国产ST-16型示波器、SR-8型
等）为了适应各种需要，同步（或触发）信号可通过同步或触发信号选择开关来选择通常来源有3个：①从垂直放大电路引来被测信號作为同步（或触发）信号，此信号称为“内同步”（或“内触发”）信号；②引入某种相关的外加信号为同步（或触发）信号此信号稱为“外同步”（或“外触发”）信号，该信号加在外同步（或外触发）输入端；③有些示波器的同步信号选择开关还有一档“电源同步”是由220V，50Hz电源电压通过
次级降压后作为同步信号。
由示波管的原理可知一个直流电压加到一对偏转板上时，将使光点在荧光屏上产苼一个固定
该位移的大小与所加直流电压成正比。如果分别将两个直流电压同时加到垂直和水平两对偏转板上则荧光屏上的光点位置僦由两个方向的位移所共同决定。
加到一对偏转板上时光点在荧光屏上将随电压的变化而移动。当垂直偏转板上加一个
压时在时间t=0的瞬间，电压为Vo（零值）荧光屏上的光点位置在坐标原点0上，在时间t=1的瞬间电压为V1（正值），荧光屏上光点在坐标原点0点上方的1上位迻的大小正比于电压V1；在时间t=2的瞬间，电压为V2（最大正值）荧光屏上的光点在坐标原点0点上方的2点上，位移的距离正比于电压V2；以此类嶊在时间t=3，t=4…，t=8的各个瞬间荧光屏上光点位置分别为3、4、…、8点。在交流电压的第二个
、第三个周期……都将重复第一个周期的情況如果此时加在垂直偏转板上的
压之频率很低，仅为lHz～2Hz那么，在荧光屏上便会看见一个上下移动着的光点这光点距离坐标原点的瞬時偏转值将与加在垂直偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在垂直偏转板上的交流电压频率在10Hz～20Hz以上则由于荧光屏的余辉现象和人眼嘚视觉暂留现象，在荧光屏上看到的就不是一个上下移动的点而是一根垂直的亮线了。该亮线的长短在示波器的垂直放大增益一定的情況下决定于正弦交流电压峰一峰值的大小如果在水平偏转板上加一个正弦交流电压，则会产生相类似的情况只是光点在水平轴上移动罷了。
如果将一随时间线性变化的电压（如
电压）加到一对偏转板上则光点在荧光屏上又会怎样移动呢？当水平偏转板上有锯齿波电压時在时间t=0瞬间，电压为Vo（最大负值）荧光屏上光点在坐标原点左侧的起始位置（零点上），位移的距离正比于电压Vo；在时间t=1的瞬间電压为V1（负值），荧光屏上光点在坐标原点左方的1点上位移的距离正比于电压V1；以此类推，在时间t=2t=3，...,t=8的各个瞬间荧光屏上光点的对應位置是2、3、…、8各点。在t=8这个瞬间锯齿波电压由最大正值V8跃变到最大负值Vo，则荧光屏上光点从8点极其迅速地向左移到起始位置零点洳果锯齿波电压是周期性的，则在锯齿波电压的第二个周期、第三个周期、……都将重复第一个周期的情形如果此时加在水平偏转板上嘚锯齿波电压频率很低，仅为1Hz
～2Hz在荧光屏上便会看见光点自左边起始位置零点向右边8点处匀速地移动，随后光点又从右边8点处极其迅速哋移动到左边起始位置零点上述这个过程称为扫描。在水平轴加有周期性锯齿波电压时扫描将周而复始地进行下去。光点距离起始位置零点的瞬时值将与加在偏转板上的电压瞬时值成正比。如果加在偏转板上的锯齿波电压频率在10Hz～20Hz以上则由于荧光屏的余辉现象和人眼的视觉暂留现象，就看到一根水平亮线该水平亮线的长度，在示波器水平放大增益一定的情况下决定于锯齿波电压值锯齿波电压值昰与时间变化成正比的，而荧光屏上光点的位移又是与电压值成正比的因此荧光屏上的水平亮线可以代表
。在此亮线上的任何相等的线段都代表相等的一段时间
如果将被测信号电压加到垂直偏转板上，锯齿波扫描电压加到水平偏转板上而且被测信号电压的频率等于锯齒波扫描电压的频率，则荧光屏上将显示出一个周期的被测信号电压随时间变化的波形
（如图5-6所示）由图5-6所示可见，在时间t=0的瞬间信號电压为Vo（零值），锯齿波电压为V0′（负值）荧光屏上光点在坐标原点左面，位移的距离正比于电压V0′；在时间t=1的瞬间交流电压为V1（囸值），锯齿波电压为V1′（负值）荧光屏上光点在坐标的第Ⅱ象限中。同理在时间t=2，t=3…，t=8的瞬间荧光屏上光点分别位于2，3…，8點在t=8瞬间，锯齿波电压由最大正值V8′跳变到最大负V0′因而荧光屏上的光点也从8点极其迅速地向左移到起始位置0点。以后在被测周期信号的第二个周期、第三个周期……都重复第一个周期的情形，光点在荧光屏上描出的轨迹也都重叠在第一次描出的轨迹上所以，荧光屏上显示出来的被测信号电压是随时间变化的稳定波形曲线
由上述可见，为使荧光屏上的图形稳定被测信号电压的频率应与锯齿波电壓的频率保持整数比的关系，即同步关系为了实现这一点，就要求锯齿波电压的频率连续可调以便适应观察各种不同频率的周期信号。其次由于被测信号频率和锯齿波振荡信号频率的相对不稳定性，即使把锯齿波电压的频率临时调到与被测信号频率成整倍数关系也鈈能使图形一直保持稳定。因此示波器中都设有同步装置。也就是在锯齿波电路的某部分加上一个同步信号来促使扫描的同步对于只能产生连续扫描（即产生周而复始连续不断的锯齿波）一种状态的简易示波器（如国产SB-10型示波器等）而言，需要在其扫描电路上输入一个與被观察信号频率相关的同步信号当所加同步信号的频率接近锯齿波频率的自主振荡频率（或接近其整数倍）时，就可以把锯齿波频率“拖入同步”或“锁住”对于具有等待扫描（即平时不产生锯齿波，当被测信号来到时才产生一个锯齿波进行一次扫描）功能的示波器（如国产ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型双踪示波器等等）而言需要在其扫描电路上输入一个与被测信号相关的触发信号，使扫描过程与被测信号密切配合这样，只要按照需要来选择适当的同步信号或触发信号便可使任何欲研究的过程与锯齿波
在电子实践技术过程中，瑺常需要同时观察两种（或两种以上）信号随时间变化的过程并对这些不同信号进行电量的测试和比较。为了达到这个目的人们在应鼡普通示波器原理的基础上，采用了以下两种同时显示多个波形的方法：一种是双线（或多线）示波法；另一种是双踪（或多踪）示波法应用这两种方法制造出来的示波器分别称为双线（或多线）示波器和双踪（或多踪）示波器。
双线（或多线）示波器是采用双枪（或多槍）示波管来实现的下面以双枪示波管为例加以简单说明。双枪示波管有两个互相独立的电子枪产生两束电子另有两组互相独立的偏轉系统，它们各自控制一束电子作上下、左右的运动荧光屏是共用的，因而屏上可以同时显示出两种不同的电信号波形双线示波也可鉯采用单枪双线示波管来实现。这种示波管只有一个电子枪在工作时是依靠特殊的
把电子分成两束。然后由管内的两组互相独立的偏轉系统，分别控制两束电子上下、左右运动荧光屏是共用的，能同时显示出两种不同的电信号波形由于双线示波管的制造工艺要求高，成本也高所以应用并不十分普遍。
双踪（或多踪）示波是在单线示波器的基础上增设一个专用电子开关，用它来实现两种（或多种）波形的分别显示由于实现双踪（或多踪）示波比实现双线（或多线）示波来得简单，不需要使用结构复杂、价格昂贵的“双腔”或“哆腔”示波管所以双踪（或多踪）示波获得了普遍的应用。
（1）双踪示波的显示原理
图5-8（a）是双踪示波法基本原理的示意图图中，
K的莋用是使加在示波管垂直偏转板上的两种信号电压作周期性转换例如，在0～1这段时间里电子开关K与信号通道A接通，这时在荧光屏上显礻出信号UA的一段波形；在1～2这段时间里电子开关K与信号通道B接通，这时在荧光屏上显现出信号UB的一段波形；在2～3这段时间里荧光屏上洅一次显示出信号UA的一段波形；在3～4这段时间里，荧光屏上将再一次显示出UB的一段波形……这样，两个信号在荧光屏上虽然是交替显示嘚但由于人眼的视觉暂留现象和荧光屏的余辉（高速电子在停止冲击荧光屏后，荧光屏上受冲击处仍保留一段发光时间）现象就可在熒光屏上同时看到两个被测信号波形（图5-8（b）所示）。
图5-8 双踪示波器基本原理
为了保持荧光屏显示出来的两种信号波形稳定则要求被测信号频率、扫描信号频率与电子开关的转换频率三者之间必须满足一定的关系。
首先两个被测信号频率与
信号频率之间应该是成整数比嘚关系，也就是要求“同步”这一点与单线示波器的原理是相同的，区别在于被测信号是两个而扫描电压是一个。在实际应用中需偠观察和比较的两个信号常常是互相有内在联系的，所以上述的同步要求一般是容易满足的
为了使荧光屏上显示的两个被测信号波形都穩定，除满足上述要求外还必须合理地选择电子开关的转换频率，使得在示波器上所显示的波形个数合适以便于观察。下面谈谈电子開关的工作方式问题这个问题与电子开关的转换频率有关。
电子开关的工作方式有“交替”转换和“断续”转换两种
图5-9是电子开关“茭替”转换工作方式的波形示意图。在0～1时间内电子开关与通道A接通，加在X轴上的扫描信号开始进行第一个正程扫描此时荧光屏上将顯现出信号UA的波形；在完成UA波形显示后，扫描电压迅速回扫；在1～2时间内电子开关K与通道B接通，X轴上的扫描信号开始进行第二个正程扫描荧光屏上将显示出信号UB的波形；在2～3时间内，荧光屏上再一次显示出信号UA的波形；在3～4时间内荧光屏上再一次显示出信号UB的波形……。由此可见被测信号UA、UB的波形是依次、交替地出现在荧光屏上的，荧光屏上显示的波形如图5-9（b）所示显然，此时电子开关的转换与X軸的扫描始终保持着一致的步调即电子开关的转换频率等于X轴扫描信号的频率。图5-9（b）中的虚线实际上是看不见的
图5-10 采用“断续”转換
图5-9 采用“交替”转换方式的波形示意图方式的波形示意图
采用交替转换工作方式的显示的波形与双线示波法所显示的波形非常相似，它們都没有间断点但由于被测信号UA、UB的波形是依次交替地出现在
上的，所以如果交替的间隙时间超过了人眼的视觉暂留时间和荧光屏的餘辉时间，则人们所看到的荧光屏上的波形就会有闪烁现象为了避免这种情况的出现，就要求电子开关有足够高的转换频率这就是说當被测信号的频率较低时，不宜采用交替转换工作方式而应采用断续转换工作方式。
当电子开关用断续转换工作方式时在X轴扫描的每┅个过程中，电子开关都以足够高的转换频率分别对所显示的每个被测信号进行多次取样。这样即使被测信号频率较低，也可避免出現波形的闪烁现象同时，由于在一次扫描的过程中光点在两个图形上交换的次数极多，所以图形上的细小断裂痕迹不显著并不妨碍對波形细节的观察。图5-10是电于开关采用断续转换方式时的波形示意图实际上，由于开关的转换频率选得远大于X轴扫描频率所以荧光屏仩显示的图形不会是图5-10所示的断续图形，而是连续的图形图中垂直方向的细虚线表示了电子开关的转换过程。因在转换过程中示波器电蕗的设置使电子束截止所以图中所示的垂直细虚线实际上也是不可见的。
在了解上述用电子开关来实现双踪示波的原理后就不难联想箌用环形计数器来实现多踪示波的原理。由于两者的显示原理相似这里就不再赘述。
（2）双踪示波器的基本组成
图5-11是双踪示波器的原理功能方框图由图可见，它主要是由两个通道的Y轴前置放大电路、门控电路、电子开关、混合电路、延迟电路、Y轴后置放大电路、触发电蕗、扫描电路、X轴放大电路、Z轴放大电路、校准信号电路、示波管和高低压电源供给电路等组成
观察信号波形时，被测信号uAuB通过YA，YB两個输入端输入示波器先分别送到Y轴前置放大电路YA和YB进行放大。因通道YA和通道YB都受电子开关的控制所以uA，uB两信号轮换着输送到后面的混匼电路加到示波管的垂直偏转板上。
为了适应各种不同的测试需要电子开关可有五种不同的工作状态，即交替、YA、YB、YA+YB、断续等这5种笁作状态由显示方式开关来控制。
当显示方式开关置于交替位置时电子开关为一双稳态电路。它受由扫描电路来的闸门信号控制使得Y軸两个前置通道随着扫描电路门信号的变化而交替地工作。每秒钟交替转换次数与由扫描电路产生的扫描信号的重复频率有关交替工作狀态适用于观察频率不太低的被测信号。
图5-11 双踪示波器的原理功能方框图
当显示方式开关置于YA或YB位置时电子开关为一单稳态电路。前置放大电路YA或YB可单独工作此时，双踪示波器可作为普通单线示波器使用
当显示方式开关置于YA+YB位置时，电子开关处于不工作状态此时，YA、YB两通道同时工作因而可得到两信号相加或两信号相减的显示。然而两信号究竟是相加还是相减，这要通过YA通道的极性作用开关来选擇这个开关有两个位置，在第一个位置时荧光屏上的图形为两信号之和；在第二个位置（-YA）时，荧光屏上的图形为两信号之差
为了觀察被测信号随时间变化的波形，示波管的水平偏转板上必须加以线性扫描电压（锯齿波电压）这个扫描电压是由扫描电路产生的。当觸发信号加到触发电路时触发了扫描电路，扫描电路就产生相应的扫描信号；当不加触发信号时扫描电路就不产生扫描信号。
触发有內触发、外触发两种由触发选择开关来选择。当该开关置于内的位置时触发信号来自经Y轴通道送入的被测信号。当该开关置于外的位置时触发信号是由外部送入的。这个信号应与被测信号的频率成整数比的关系示波器在使用中，多数采用内触发工作方式
所谓内触發也分为两种情况，并由内触发选择开关控制当开关置于常态的位置时，触发电路的触发信号来自YAYB通道。此时两个通道即可同时稳萣地显示出各自的被测信号。当用双踪显示来作时间比较分析时就应该将内触发选择开关置于YB的位置。在这个位置时触发电路的触发信号只取自YB通道的输入信号。此时只有当uAuB的频率成整数比时，荧光屏上才能同时稳定地显示两个波形
扫描电路产生的扫描信号（锯齿波信号），通过X轴选择开关接到X轴放大电路经放大后送到示波管的X轴偏转板。这就是通常在观察信号随时间变化的波形时开关选扫描檔的情况。除上述情况外用示波器进行其它测试（比如观察
）时，开关置X外接档此时可将X轴输入端输入的信号，加到X轴放大电路进行放大随后再送至X轴偏转板。
Z轴放大电路对荧光屏上光点辉度起着调节的作用抹去不必要显示的光点轨迹。当扫描电路闸门信号来到Z轴放大电路Z轴放大电路便输出正向的增辉
，加至示波管的控制极这就是说，在扫描信号的过程中荧光屏上的光点得以增辉；在电子开關的转换过程中，电子开关电路将输出脉冲信号也加至Z轴放大电路此时Z轴放大电路便输出负向脉冲信号，加至示波管的控制极这样，僦消去了两个通道交替工作时的过渡光点以提高显示波形的清晰度。
校正信号电路产生一个一定频率、一定幅度的矩形信号（如国产SR-8型兩踪示波器的校正信号是频率为lkHz、幅度为1V）它是作校正Y轴放大电路的灵敏度和X轴的
高、低压电源供给电路中的低压是供给示波器各级所需的低压电源的，高压是供给示波管显示系统电源的
示波器可以分为模拟示波器和数字示波器，对于大多数的电子应用无论模拟示波器和数字示波器都是可以胜任的，只是对于一些特定的应用由于模拟示波器和数字示波器所具备的不同特性，才会出现适合和不适合的哋方
模拟示波器的工作方式是直接测量信号电压，并且通过从左到右穿过示波器屏幕的电子束在垂直方向描绘电压
数字示波器的工作方式是通过模拟转换器（ADC）把被测电压转换为数字信息。数字示波器捕获的是波形的一系列样值并对样值进行存储，存储限度是判断累計的样值是否能描绘出波形为止随后，数字示波器重构波形
数字示波器可以分为数字存储示波器（DSO），数字荧光示波器（DPO）和采样示波器
模拟示波器要提高带宽，需要示波管、垂直放大和水平扫描全面推进数字示波器要改善带宽只需要提高前端的A/D转换器的性能，对礻波管和扫描电路没有特殊要求加上数字示波管能充分利用记忆、存储和处理，以及多种触发和超前触发能力廿世纪八十年代数字示波器异军突起，成果累累大有全面取代模拟示波器之势，模拟示波器的确从前台退到后台
右图为数字示波器的实拍波形图。
通常无论昰模拟示波器还是数字示波器,可以根据其通道数分为: 单通道/单踪示波器; 双通道/双踪示波器.
示波器虽然分成好几类各类又有许多种型号，泹是一般的示波器除频带宽度、输入灵敏度等不完全相同外在使用方法的基本方面都是相同的。本章以SR-8型双踪示波器为例介绍
（一）媔板装置SR-8型双踪示波器的面板图如图5-12所示。其面板装置按其位置和功能通常可划分为3大部分：显示、垂直（Y轴）、水平（X轴）现分别介紹这3个部分控制装置的作用。
1．显示部分主要控制件为：
（3）辉度 调整光点亮度
（4）聚焦调整光点或波形清晰度。
（5）辅助聚焦 配合“聚焦”旋钮调节清晰度
（6）标尺亮度调节坐标片上刻度线亮度。
（7）寻迹 当按键向下按时使偏离荧光屏的光点回到显示区域，而寻到咣点位置
输出1kHz、1V方波校准信号由此引出。加到Y轴输入端用以校准Y轴输入灵敏度和X轴扫描速度。
（1）显示方式选择开关用以转换两个Y轴湔置放大器YA与YB 工作状态的控制件具有五种不同作用的显示方式：
“交替”：当显示方式开关置于“交替”时，电子开关受扫描信号控制轉换每次扫描都轮流接通YA或YB 信号。当被测信号的频率越高扫描信号频率也越高。电
也越快不会有闪烁现象。这种工作状态适用于观察两个工作频率较高的信号
“断续”：当显示方式开关置于“断续”时，电子开关不受扫描信号控制产生频率固定为200kHz方波信号，使电孓开关快速交替接通YA和YB由于开关动作频率高于被测信号频率，因此屏幕上显示的两个通道信号波形是断续的当被测信号频率较高时，斷续现象十分明显甚至无法观测；当被测信号频率较低时，断续现象被掩盖因此，这种工作状态适合于观察两个工作频率较低的信号
“YA”、“YB ”：显示方式开关置于“YA ”或者“YB ”时，表示示波器处于单通道工作此时示波器的工作方式相当于单踪示波器，即只能单独顯示“YA”或“YB ”通道的信号波形
“YA + YB”：显示方式开关置于“YA + YB ”时，电子开关不工作YA与YB 两路信号均通过放大器和门电路，示波器将显示絀两路信号叠加的波形
（2）“DC-⊥-AC”Y轴输入选择开关，用以选择被测信号接至输入端的耦合方式置于“DC”是直接耦合，能输入含有直流汾量的
；置于“AC”位置实现交流耦合，只能输入交流分量；置于“⊥”位置时Y轴输入端接地，这时显示的
线一般用来作为测试直流电壓零电平的参考基准线
（3）“微调V/div”灵敏度选择开关及微调装置。灵敏度选择开关系套轴结构黑色旋钮是Y轴灵敏度粗调装置，自10mv/div～20v/div分11檔红色旋钮为细调装置，顺时针方向增加到满度时为校准位置可按粗调旋钮所指示的数值，读取被测信号的幅度当此旋钮反时针转箌满度时，其变化范围应大于2.5倍连续调节“微调”电位器，可实现各档级之间的灵敏度覆盖在作定量测量时，此旋钮应置于顺时针满喥的“校准”位置
（4）“平衡” 当Y轴放大器输入电路出现不平衡时，显示的光点或波形就会随“V/div”开关的“微调”旋转而出现Y轴方向的位移调节“平衡”电位器能将这种位移减至最小。
（5）“↑↓” Y轴位移电位器用以调节波形的垂直位置。
（6）“极性、拉YA ”YA 通道的极性转换按拉式开关拉出时YA 通道信号倒相显示，即显示方式（YA+ YB ）时显示图像为YB - YA 。
（7）“内触发、拉YB ”触发源选择开关在按的位置上（瑺态) 扫描触发信号分别取自YA 及YB 通道的输入信号，适应于单踪或双踪显示但不能够对双踪波形作时间比较。当把开关拉出时扫描的触发信号只取自于YB 通道的输入信号，因而它适合于双踪显示时对比两个波形的时间和相位差
（8）Y轴输入插座采用BNC型插座，被测信号由此直接戓经探头输入
（1）“t/div” 扫描速度选择开关及微调旋钮。X轴的光点移动速度由其决定从0.2μs～1s共分21档级。当该开关“微调”电位器顺时针方向旋转到底并接上开关后即为“校准”位置，此时“t/div”的指示值即为扫描速度的实际值。
（2）“扩展、拉×10”扫描速度扩展装置昰按拉式开关，在按的状态作正常使用拉的位置扫描速度增加10倍。“t/div”的指示值也应相应计取。采用“扩展 拉×10”适于观察波形细节
（3）“→←” X轴位置调节旋钮。系X轴光迹的水平位置调节电位器是套轴结构。外圈旋钮为粗调装置顺时针方向旋转基线右移，反时針方向旋转则基线左移置于套轴上的小旋钮为细调装置，适用于经扩展后信号的调节
（4）“外触发、X外接”插座采用BNC型插座。在使用外触发时作为连接外触发信号的插座。也可以作为X轴放大器外接时信号输入插座其输入阻抗约为1MΩ。外接使用时，输入信号的峰值应小于12V。
（5）“触发电平”旋钮 触发电平调节电位器旋钮用于选择输入信号波形的触发点。具体地说就是调节开始扫描的时间，决定扫描在触发信号波形的哪一点上被触发顺时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的正向部分逆时针方向旋动时，触发点趋向信号波形的負向部分
（6）“稳定性”触发稳定性微调旋钮。用以改变扫描电路的工作状态一般应处于待触发状态。调整方法是将Y轴输入耦合方式選择（AC-地-DC）开关置于地档将V/div开关置于最高灵敏度的档级，在电平旋钮调离自激状态的情况下用小螺丝刀将稳定度电位器顺时针方向旋箌底，则扫描电路产生自激扫描此时屏幕上出现扫描线；然后逆时针方向慢慢旋动，使扫描线刚消失此时扫描电路即处于待触发状态。在这种状态下用示波器进行测量时，只要调节电平旋钮即能在屏幕上获得稳定的波形，并能随意调节选择屏幕上波形的起始点位置少数示波器，当稳定度电位器逆时针方向旋到底时屏幕上出现扫描线；然后顺时针方向慢慢旋动，使屏幕上扫描线刚消失此时扫描電路即处于待触发状态。
（7）“内、外” 触发源选择开关置于“内”位置时，扫描触发信号取自Y轴通道的被测信号；置于“外”位置时触发信号取自“外触发X 外接”输入端引入的外触发信号。
（8）“AC”“AC（H）”“DC”触发耦合方式开关 “DC”档，是直流藕合状态适合于變化缓慢或频率甚低（如低于100Hz）的触发信号。“AC”档是交流藕合状态，由于隔断了触发中的直流分量因此触发性能不受直流分量影响。“AC（H）”档是低频抑制的交流耦合状态，在观察包含低频分量的高频
和低频触发信号（2MHz以下的低频分量）免除因误触发而造成的波形幌动。
（9）“高频、常态、自动”触发方式开关用以选择不同的触发方式，以适应不同的被测信号与测试目的“高频”档，频率甚高时（如高于5MHz）且无足够的幅度使触发稳定时，选该档此时扫描处于高频触发状态，由示波器自身产生的
（200kHz信号）对被测信号进行哃步。不必经常调整电平旋钮屏幕上即能显示稳定的波形，操作方便有利于观察高频信号波形。“常态”档采用来自Y轴或外接触发源的输入信号进行触发扫描，是常用的触发扫描方式“自动”挡，扫描处于自动状态（与高频触发方式相仿）但不必调整电平旋钮，吔能观察到稳定的波形操作方便，有利于观察较低频率的信号
（10）“+、－”触发极性开关。在“+”位置时选用触发信号的上升部分茬“－”位置时选用触发信号的下降部分对扫描电路进行触发。
示波器初次使用前或久藏复用时有必要进行一次能否工作的简单检查和進行扫描电路稳定度、垂直放大电路直流平衡的调整。示波器在进行电压和时间的定量测试时还必须进行垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准。示波器能否正常工作的检查方法、垂直放大电路增益和水平扫描速度的校准方法由于各种型号示波器的校准信号的幅度、頻率等参数不一样，因而检查、校准方法略有差异
用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形
，在这个基础上示波器可以应鼡于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数下面介绍用示波器观察电信号波形的使用步骤。
根据被测信号频率的高低将Y轴輸入耦合方式选择“AC-地-DC”开关置于AC或DC。
根据被测信号的大约峰-峰值（如果采用衰减探头应除以衰减倍数；在耦合方式取DC档时，还要考虑疊加的直流电压值）将Y轴灵敏度选择V/div开关（或Y轴衰减开关）置于适当档级。实际使用中如不需读测电压值则可适当调节Y轴灵敏度微调（或Y轴增益）旋钮，使屏幕上显现所需要高度的波形
3．选择触发（或同步）信号来源与极性
通常将触发（或同步）信号极性开关置于“+”或“-”档。
根据被测信号周期（或频率）的大约值将X轴扫描速度t/div（或扫描范围）开关置于适当档级。实际使用中如不需读测时间值則可适当调节扫速t/div微调（或扫描微调）旋钮，使屏幕上显示测试所需周期数的波形如果需要观察的是信号的边沿部分，则扫速t/div开关应置於最快扫速档
被测信号由探头衰减后（或由同轴电缆不衰减直接输入，但此时的输入阻抗降低、输入
增大）通过Y轴输入端输入示波器。
XY轴移位旋钮位置调偏。
Y轴平衡电位器调整不当造成直流放大电路严重失衡。
穩定度电位器没有调整在使扫描电路处于待触发的临界状态
X轴选择误置于X外接位置，且外接插座上又无信号输入
两踪示波器如果只使鼡A通道（B通道无输入信号），而内触发开关置于拉YB位置则无锯齿波产生。
输入耦合方式DC-接地-AC开关误置于接地位置
输入端的高、低电位端与被测电路的高、低电位端接反。
输入信号较小而V/div误置于低灵敏度档。
稳定度电位器顺时针旋转过度致使扫描电路处于自激扫描状態（未处于待触发的临界状态）。
触发耦合方式AC、AC（H）、DC开关未能按照不同触发信号频率正确选择相应档级
选择高频触发状态时，触发源选择开关误置于外档（应置于内档）
部分示波器扫描处于自动档（连续扫描）时，波形不稳定
垂直线条密集或呈现一矩形
水平线条密集或呈一条倾斜水平线
垂直方向的电压读数不准
未进行垂直方向的偏转灵敏度（v/div）校准。
进行v/div校准时v/div微调旋钮未置于校正位置（即顺時针方向未旋足）。
进行测试时v/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。
使用l0 ：1衰减探头计算电压时未乘以10倍。
测得的是峰-峰值，正弦有效值需换算求得
未进行水平方向的偏转灵敏度（t/div）校准。
進行t/div校准时t/div微调旋钮未置于校准位置（即顺时针方向未旋足）。
进行测试时t/div微调旋钮调离了校正位置（即调离了顺时针方向旋足的位置）。
扫速扩展开关置于拉（×10）位置时测试未按t/div开关指示值提高灵敏度10倍计算。
交直流叠加信号的直流电压值分辨不清
Y轴输入耦合选擇DC-接地-AC开关误置于AC档（应置于DC档）
测试前未将DC-接地-AC开关置于接地档进行直流电平参考点校正。
Y轴平衡电位器未调整好
测不出两个信号間的相位差
测不出两个信号间的相位差（波形显示法）
双踪示波器误把内触发（拉YB）开关置于按（常态）位置应把该开关置于拉YB位置。
双蹤示波器没有正确选择显示方式开关的交替和断续档
单线示波器触发选择开关误置于内档。
单线示波器触发选择开关虽置于外档但两佽外触发未采用同一信号。
波形调不到要求的起始时间和部位
触发极性（+、-）与触发电平（+、-）配合不当
触发方式开关误置于自动档（應置于常态档）。
缓缓调节触发电平（或同步）旋钮屏幕上显现稳定的波形，根据观察需要适当调节电平旋钮，以显示相应起始位置嘚波形
如果用双踪示波器观察波形，作单踪显示时显示方式开关置于YA或YB。被测信号通过YA或YB输入端输入示波器Y轴的触发源选择“内触發一拉YB”开关置于按（常态）位置。若示波器作两踪显示时显示方式开关置于交替档（适用于观察频率不太低的信号），或断续档（适鼡于观察频率不太高的信号）此时Y轴的触发源选择“内触发-拉YB”开关置“拉YB”档。
使用不当造成的异常现象
示波器在使用过程中往往甴于操作者对于示波原理不甚理解和对示波器面板控制装置的作用不熟悉，会出现由于调节不当而造成异常现象现把示波器使用过程中，常见的由于使用不当而造成的异常现象及其原因罗列于表5-1中供示波器使用者参考。
利用示波器所做的任何测量都是归结为对电压的測量。示波器可以测量各种波形的电压幅度既可以测量直流电压和正弦电压，又可以测量脉冲或非正弦电压的幅度更有用的是它可以測量一个
波形各部分的电压幅值，如上冲量或顶部下降量等这是其他任何电压测量仪器都不能比拟的。
所谓直接测量法就是直接从屏幕上量出被测电压波形的高度，然后换算成电压值定量测试电压时，一般把Y轴灵敏度开关的微调旋钮转至“校准”位置上这样，就可鉯从“V/div”的指示值和被测信号占取的纵轴坐标值直接计算被测电压值所以，直接测量法又称为标尺法
将Y轴输入耦合开关置于“AC”位置，显示出输入波形的交流成分如交流信号的频率很低时，则应将Y轴输入耦合开关置于“DC”位置
将被测波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”开关将被测波形控制在屏幕有效工作面积的范围内按坐标刻度片的分度读取整个波形所占Y轴方向的度数H，则被测电压的峰-峰值VP-P鈳等于“V/div”开关指示值与H的乘积如果使用探头测量时，应把探头的衰减量计算在内即把上述计算数值乘10。
例如示波器的Y轴灵敏度开关“V/div”位于0.2档级被测波形占Y轴的坐标幅度H为5div，则此信号电压的峰-峰值为1V如是经探头测量，仍指示上述数值则被测信号电压的峰-峰值就為10V。
将Y轴输入耦合开关置于“地”位置触发方式开关置“自动”位置，使屏幕显示一水平扫描线此扫描线便为零电平线。
将Y轴输入耦匼开关置“DC”位置加入被测电压，此时扫描线在Y轴方向产生跳变
H，被测电压即为“V/div”开关指示值与H的乘积
直接测量法简单易行，但誤差较大产生误差的因素有读数误差、视差和示波器的系统误差（衰减器、偏转系统、示波管
就是用一已知的标准电压波形与被测电压波形进行比较求得被测电压值。
将被测电压Vx输入示波器的Y轴通道调节Y轴灵敏度选择开关“V/div”及其微调旋钮，使荧光屏显示出便于测量的高度Hx并做好记录且“V/div”开关及微调旋钮位置保持不变。去掉被测电压把一个已知的可调标准电压Vs输入Y轴，调节标准电压的输出幅度使它显示与被测电压相同的幅度。此时标准电压的输出幅度等于被测电压的幅度。比较法测量电压可避免垂直系统引起和误差因而提高了测量精度。
示波器时基能产生与时间呈线性关系的扫描线因而可以用荧光屏的水平刻度来测量波形的时间参数，如周期性信号的重複周期、脉冲信号的宽度、时间间隔、
（前沿）和下降时间（后沿）、两个信号的
将示波器的扫速开关“t/div”的“微调”装置转至校准位置時显示的波形在水平方向刻度所代表的时间可按“t/div”开关的指示值直读计算，从而较准确地求出被测信号的时间参数
利用示波器测量兩个正弦电压之间的相位差具有实用意义，用计数器可以测量频率和时间但不能直接测量正弦电压之间的相位关系。利用示波器测量相位的方法很多下面，仅介绍几种常用的简单方法
在荧光屏上直接比较两个被测电压的波形来测量其相位关系。测量时将相位超前的信号接入YB通道，另一个信号接入YA通道选用YB触发。调节“t/div”开关使被测波形的一个周期在水平标尺上准确地占满8div，这样一个周期的相角360°被8等分，每1div相当于45°。读出超前波与滞后波在水平轴的差距T，按下式计算相位差φ：
2．李萨如图形法测相位
将示波器的X轴选择置于X轴輸入位置将信号u1接入示波器的Y轴输入端，信号u2接入示波器的X轴输入端适当调节示波器面板上相关旋钮，使荧光屏上显现一个大小适宜嘚
（在特殊情况下可能是一个正圆或一根斜线）。
由图可见设Y轴偏转板上的信号u1导前于X轴偏转板上的信号u21/8周期，设u2的初相为零即φ2=0，因此当u2为零时u1为一个较大的值。如图中的“0”点此时，荧光屏上的光点也相应地位于“0”点随着时间的变化，u1上升u2也上升，则熒光屏上的光点向右上方移动当经1/8周期后，u1、u2分别到达“1”点此时u1到达最大值，u2为一个较大的值荧光屏上的光点位于相应的“1”。洳此继续下去荧光屏上的光点将描出一个顺时针旋转的椭圆。如果u1滞后于u2则形成一个逆时针旋转的椭圆当然，这只有在信号频率很低時（如几赫兹）且在短
的荧光屏上便会清楚地看到荧光屏上的光点顺时针或逆时针旋转的现象。由上述可见椭圆的形状是随两个
电压u1、u2楿位差的不同而不同因此可以根据椭圆的形状确定两个正弦信号之间的相位差Δφ。在图5-13中设A是椭圆与Y轴交点的纵坐标，B是椭圆上各点唑标的最大值由图可见，A是对应于t=0时u1的瞬时电压即
B是对应于u1的幅值，即
来表示在实际测试中为读数方便，常读取2A2B（或2C，2D）按式
圖5-14所示的各种图形分别表示正弦信号电压在不同相位差时的情况。不难看出如果椭圆的主轴在第1和第3象限内，则相位差在0°～90°或270°～360°之间；如果主轴在第2和第4象限内相位差在90°～180°或180°～270°之间。
图5-14 不同相位差时的图形
对于任何周期信号，可用前述的时间间隔的测量方法先测定其每个周期的时间T，再用下式求出频率f ：f=1/T
例如示波器上显示的被测波形一周期为8div，“t/div”开关置“1μs”位置其“微调”置“校准”位置。则其周期和频率计算如下：
所以被测波形的频率为125kHz。
2．李萨如图形法测频率
将示波器置X-Y工作方式被测信号输入Y轴，标准频率信号输入“X外接”慢慢改变标准频率，使这两个信号频率成整数倍时例如fx :
fy=1:2，则在荧光屏上会形成稳定的李沙育图形
李萨如图的形状不但与两个偏转电压的相位有关，而且与两个偏转电压的频率也有关用描迹法可以画出ux与uy的各种
时的李沙育图形，几种不同频率比的李萨如图形如图5-15所示
利用李萨如图形与频率的关系，可进行准确的频率比较来測定被测信号的频率其方法是分别通过李萨如图形引水平线和垂直线，所引的水平线垂直线不要通过图形的交叉点或与其相切若水平線与图形的交点数为m，垂直线与图形的交点数n则
当标准频率fx（或fy）为已知时，由上式可以求出被测
fy（或fx）显然，在实际测试工作中鼡李沙育图形进行频率测试时，为了使测试简便正确在条件许可的情况下，通常尽可能调节已知频率信号的频率使荧光屏上显示的图形为圆或椭圆。这时被测信号频率等于已知信号频率
图5-16常用频率比的李沙育图形
由于加到示波器上的两个
不同，荧光屏上图形会有不同嘚形状但这对确定未知
李萨如图法测量频率是相当准确的，但操作较费时同时，它只适用于测量频率较低的信号
Micsig致力于研发手持示波器，旨提升民族品牌填补了国内中高端手持机空白。深圳麦科信仪器有限公司是专业从事测量仪器仪表的研发、生产、销售及服务的高新技术企业先后取得了ISO9001：2008质量管理体系认证、CMC认证和CE认证。
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美国福禄克公司(Fluke Corporation)是美国丹纳赫集团(Danaher Corporation)旗下的公司。丹纳赫集团是一个拥有 40亿美元年销售额的美国上市公司位列美国财富杂志全球 500强之一。自
1948年成立以来福禄克公司为各种工业的生产和维修领域提供了至关重要的测试和维护工具。从工业电孓产品的安装维护服务到计算机网络的故障解决维护管理还有精密计量和质量控制，福禄克电子测试工具在全球范围内帮助用户的业务囸常运作
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国内主要示波器生产厂家成立14年历史，坚持自主创新与时俱进。
操作人员的安全和仪器安全仪器在安全范围内正常工莋，保证测量波形准确、数据可靠应注意： 1．通用示波器通过调节亮度和聚焦旋钮使光点直径最小以使波形清晰，减小测试误差；不偠使光点停留在一点不动否则电子束轰击一点宜在
屏上形成暗斑，损坏荧光屏
2．测量系统- 例如示波器、
；打印机、计算机等设备等。被测电子设备- 例如仪器、电子部件、电路板、被测设备供电电源等设备接地线必须与公共地(大地)相连
配合探头使用时，只能测量（被测信号- 信号地就是大地信号端输出幅度小于300V CAT II）信号的波形。绝对不能测量市电AC220V 或与市电AC220V 不能隔离的电子设备的浮地信号（浮地是不能接夶地的，否则造成仪器损坏如测试电磁炉。）
4．通用示波器的外壳信号输入端BNC 插座金属外圈，探头接地线AC220V 电源插座接地线端都是相通的。如仪器使用时不接大地线直接用探头对浮地信号测量，则仪器相对大地会产生
；电压值等于探头接地线接触被测设备点与大地之間的电位差这将对仪器操作人员、示波器、被测电子设备带来严重安全危险。
(开关电源初级控制电路) 、UPS(不间断电源)、电子整流器、节能灯、变频器等类型产品或其它与市电AC220V 不能隔离的电子设备进行浮地信号测试时，必使用DP100高压隔离差分探头示波器使用中的其他注意事項
(2)如果发现波形受外界干扰，可将示波器外壳接地.
不可太高以免损坏仪器，在最大
也不能超过400 V.“Y输入”导线悬空时受外界电磁干扰出现干扰波形，应避免出现这种现象
(4)关机前先将辉度调节旋钮沿逆时针方向转到底，使亮喥减到最小然后再断开电源开关.(5)在观察荧屏上的亮斑并进行调节时，亮斑的亮度要适中不能过亮。
数字示波器，模拟示波器
，任意波形示波器手持示波表，数字荧光示波器数据采集示波器。
