陰極射線示波管（CRT）簡(jiǎn)稱為示波管，是將電信號(hào)變換為光信號(hào)而加以顯示的結(jié)構(gòu)，是示波器重要組成部分。CRT主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三大部分組成，它們都封裝在密閉呈真空的玻璃殼內(nèi)，其結(jié)構(gòu)如圖所示。

圖1 陰極射線示波管結(jié)構(gòu)

由圖可見，當(dāng)接通電源時(shí)，燈絲通電發(fā)熱，罩在其外的陰極受熱，陰極上涂有受熱后易發(fā)出電子的氧化物，被燈絲加熱后，陰極發(fā)出電子。陰極之后是控制柵極，控制柵極與陰極之間是一個(gè)反向電場(chǎng)：從圖中可以看出：控制柵極電位低于陰極。從控制柵極發(fā)出的電子在此反向電場(chǎng)作用下，大部分回到陰極。少部分初速度足夠大，并且運(yùn)動(dòng)方向在圖示角度之內(nèi)的電子可以穿過(guò)控制柵極中間的圓孔，這部分電子被后面的第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極以及后加速陽(yáng)極加速后，打到熒光屏上。熒光屏上涂有熒光物質(zhì)，有電子打到的地方會(huì)發(fā)出熒光。因此，在熒光屏上看到的亮點(diǎn)實(shí)為電子束末端的位置。由于人眼視覺暫留和熒光余輝時(shí)間，在熒光屏上看到的波形實(shí)為電子束末端運(yùn)動(dòng)的軌跡。

改變控制柵極與陰極之間的反向電場(chǎng)，可以控制最后達(dá)到熒光屏的電子數(shù)量。在示波器面板上，調(diào)節(jié)此電場(chǎng)的旋鈕為“輝度”。第一陽(yáng)極與控制柵極，第二陽(yáng)極與第一陽(yáng)極之間均為加速電場(chǎng)，電子通過(guò)這些電場(chǎng)，除了加速以外，還可“聚攏”：即其運(yùn)動(dòng)方向更為集中。其原理是將電子的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和垂直方向，經(jīng)過(guò)上兩個(gè)加速電場(chǎng)后，水平方向速度增加，垂直方向速度不變，合成后速度方向更偏向水平方向，即電子束往中間“聚攏”。調(diào)節(jié)這兩個(gè)電場(chǎng)的強(qiáng)度，可將熒光屏上顯示的波形由粗而黯淡的線調(diào)節(jié)為細(xì)而明亮的線。在示波器面板上，調(diào)節(jié)這兩個(gè)電場(chǎng)的旋鈕為“聚焦”和“輔助聚焦”。

在第二陽(yáng)極和后加速陽(yáng)極之間，還有兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板，分別為x偏轉(zhuǎn)板和y偏轉(zhuǎn)板。這兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板均為兩個(gè)平行平板，其上加有x通道和y通道輸入的信號(hào)。電子束經(jīng)過(guò)這兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板時(shí)，在兩對(duì)偏轉(zhuǎn)板所加電壓信號(hào)的作用下，分別在x方向和y方向發(fā)生位移，位移的大小與此刻偏轉(zhuǎn)板的電壓成正比。如果y偏轉(zhuǎn)板兩端加上待測(cè)電壓，x偏轉(zhuǎn)板兩端加上跟時(shí)間成線性關(guān)系的電壓信號(hào)（時(shí)基信號(hào)），電子束水平方向的位移跟時(shí)間成正比，垂直方向位移與待測(cè)電壓成正比，電子束末端，在熒光屏上掃出的軌跡（顯示的波形）即為被測(cè)信號(hào)隨時(shí)間變化的波形。由此，示波管將偏轉(zhuǎn)板上所加的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為熒光屏上所顯示波形，實(shí)現(xiàn)了時(shí)域的波形測(cè)量。