示波器是一種快速的X-Y電子描繪器，可根據需要，描繪出輸入信號對另一信號或者輸入信號對時間的關系曲線。在示波管的屏面上，有一個光點隨輸入電壓而移動，起類似記錄筆的作用。在一般情況下，Y軸(垂直軸)輸入端接入被測電壓信號，使光點依電壓的瞬時值作上下移動;X軸(水平軸)輸入端接內部產生的隨時間作線性變化的鋸齒波電壓，使光點均勻地從左到右掃描。于是，在熒光屏上，光點就描繪出輸入電壓隨時間變化的曲線。
如果被測信號以足夠快的速度重復出現，并與鋸齒波間保持固定的時間關系，則顯示的曲線可保持穩定。示波器就是這樣一種可將隨時間變化的電壓描繪成可見圖像的工具。并且，現已成為電子測量的通用儀器。一般示波器可測量信號的電壓、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，性能指標的不斷提高，示波器電路也越來越繁雜，但基本結構與工作原理都大同小異。示波器的結構框圖如圖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，其作用是把被測電壓變換成發光的圖形。由陰極發射出的電子束經聚焦、加速、偏轉等調節控制后，轟擊涂有熒光粉的熒光屏，使被轟擊部分激發出可見光。示波管的偏轉系統由兩對互相垂直的偏轉板組成，分別控制電子束的垂直與水平方向偏轉。因此在示波器中，當垂直偏轉板(即Y軸)接人被測信號電壓、水平偏轉板(即X軸)接人鋸齒波電壓，并且兩者保持一定的時間關系時，熒光屏上就能顯示出穩定的信號波形。
Y軸放大器的作用是把被測信號電壓輸入到垂直放大器放大后，送到示波管Y軸偏轉板上進行觀察。這是因為通常被測信號電壓的幅度不足以在示波管上產生可以觀察的垂直偏轉，必須經過垂直放大器放大才行。示波器要觀察的信號從幾十毫伏到幾百伏都有，若將幾百伏的信號直接接入放大器，放大器就不能正常工作。為了適應被測信號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，操作時可根據輸入信號大小，選擇合適的衰減檔位，必要時，可用面板上的“Y軸增幅”旋鈕調節放大器的放大倍數，使屏面上顯示的信號具有便于觀察的適當幅度。
X軸放大器的作用是將掃描電壓或外接信號進行放大，并由一轉換開關進行選擇。
掃描發生器是產生用作時基的鋸齒波電壓。要得到穩定的顯示波形，X、Y軸所加信號之間必須保持一定的嚴格的時間關系。即每次掃描的起點，必須對應于被測信號的某一確定時刻，熒光屏上才能顯示出穩定的波形。若不滿足這一條件，熒光屏上顯示的波形就不會穩定，甚至可能是雜亂無章的。為了使顯示波形穩定而加入的信號叫做同步(觸發)信號。用經垂直放大器放大后的被側信號分量作同步信號的，叫內同步;用外接信號作同步信號的，叫外同步;用示波器電源變壓器取出的信號作同步信號的，叫電源同步。不管同步(觸發)信號從何處引入，它在時間上必須與被側信號有一定的對應關系，才能起到同步(觸發)作用。
另外，為了使熒光屏上所顯示的波形穩定，便于調節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有同步電路，亮度、位移、聚焦等調節電路。有的示波器還增設了觸發掃描、時間測量、幅度校準等輔助電路，使電子示波器的使用更加便利、廣泛。
