由示波管的原理可知，一個(gè)直流電壓加到一對偏轉板上時(shí)，將使光點(diǎn)在熒光屏上產(chǎn)生一個(gè)固定位移，該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個(gè)直流電壓同時(shí)加到垂直和水平兩對偏轉板上，則熒光屏上的光點(diǎn)位置就由兩個(gè)方向的位移所共同決定。

如果將一個(gè)正弦交流電壓加到一對偏轉板上時(shí)，光點(diǎn)在熒光屏上將隨電壓的變化而移動(dòng)。參見(jiàn)圖5-4可知，當垂直偏轉板上加一個(gè)正弦交流電壓時(shí)，在時(shí)間t=0的瞬間，電壓為Vo（零值），熒光屏上的光點(diǎn)位置在坐標原點(diǎn)0上，在時(shí)間t=1的瞬間，電壓為V1（正值），熒光屏上光點(diǎn)在坐標原點(diǎn)0點(diǎn)上方的1上，位移的大小正比于電壓V1；在時(shí)間t=2的瞬間，電壓為V2（最大正值），熒光屏上的光點(diǎn)在坐標原點(diǎn)0點(diǎn)上方的2點(diǎn)上，位移的距離正比于電壓V2；以此類(lèi)推，在時(shí)間t=3，t=4，…，t=8的各個(gè)瞬間，熒光屏上光點(diǎn)位置分別為3，4，…，8點(diǎn)。在交流電壓的第二個(gè)周期、第三個(gè)周期……都將重復第一個(gè)周期的情況。如果此時(shí)加在垂直偏轉板上的正弦交流電壓之頻率很低，僅為lHz～2Hz，那么，在熒光屏上便會(huì )看見(jiàn)一個(gè)上下移動(dòng)著(zhù)的光點(diǎn)。這光點(diǎn)距離坐標原點(diǎn)的瞬時(shí)偏轉值將與加在垂直偏轉板上的電壓瞬時(shí)值成正比。如果加在垂直偏轉板上的交流電壓頻率在10Hz～20Hz以上，則由于熒光屏的余輝現象和人眼的視覺(jué)暫留現象，在熒光屏上看到的就不是一個(gè)上下移動(dòng)的點(diǎn)，而是一根垂直的亮線(xiàn)了。該亮線(xiàn)的長(cháng)短在示波器的垂直放大增益一定的情況下決定于正弦交流電壓峰一峰值的大小。如果在水平偏轉板上加一個(gè)正弦交流電壓，則會(huì )產(chǎn)生相類(lèi)似的情況，只是光點(diǎn)在水平軸上移動(dòng)罷了。

如果將一隨時(shí)間線(xiàn)性變化的電壓（如鋸齒波電壓）加到一對偏轉板上，則光點(diǎn)在熒光屏上又會(huì )怎樣移動(dòng)呢？參看圖5-5可見(jiàn)，當水平偏轉板上有鋸齒波電壓時(shí)，在時(shí)間t=0瞬間，電壓為Vo（最大負值），熒光屏上光點(diǎn)在坐標原點(diǎn)左側的起始位置（零點(diǎn)上），位移的距離正比于電壓Vo；在時(shí)間t=1的瞬間，電壓為V1（負值），熒光屏上光點(diǎn)在坐標原點(diǎn)左方的1點(diǎn)上，位移的距離正比于電壓V1；以此類(lèi)推，在時(shí)間t=2，t=3，...，t=8的各個(gè)瞬間，熒光屏上光點(diǎn)的對應位置是2，3，…，8各點(diǎn)。在t=8這個(gè)瞬間，鋸齒波電壓由最大正值V8躍變到最大負值Vo，則熒光屏上光點(diǎn)從8點(diǎn)極其迅速地向左移到起始位置零點(diǎn)。如果鋸齒波電壓是周期性的，則在鋸齒波電壓的第二個(gè)周期、第三個(gè)周期、……都將重復第一個(gè)周期的情形。如果此時(shí)加在水平偏轉板上的鋸齒波電壓頻率很低，僅為1Hz ～2Hz，在熒光屏上便會(huì )看見(jiàn)光點(diǎn)自左邊起始位置零點(diǎn)向右邊8點(diǎn)處勻速地移動(dòng)，隨后光點(diǎn)又從右邊8點(diǎn)處極其迅速地移動(dòng)到左邊起始位置零點(diǎn)。上述這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為掃描。在水平軸加有周期性鋸齒波電壓時(shí)，掃描將周而復始地進(jìn)行下去。光點(diǎn)距離起始位置零點(diǎn)的瞬時(shí)值，將與加在偏轉板上的電壓瞬時(shí)值成正比。如果加在偏轉板上的鋸齒波電壓頻率在10Hz～20Hz以上，則由于熒光屏的余輝現象和人眼的視覺(jué)暫留現象，就看到一根水平亮線(xiàn)，該水平亮線(xiàn)的長(cháng)度，在示波器水平放大增益一定的情況下決定于鋸齒波電壓值，鋸齒波電壓值是與時(shí)間變化成正比的，而熒光屏上光點(diǎn)的位移又是與電壓值成正比的，因此熒光屏上的水平亮線(xiàn)可以代表時(shí)間軸。在此亮線(xiàn)上的任何相等的線(xiàn)段都代表相等的一段時(shí)間。

如果將被測信號電壓加到垂直偏轉板上，鋸齒波掃描電壓加到水平偏轉板上，而且被測信號電壓的頻率等于鋸齒波掃描電壓的頻率，則熒光屏上將顯示出一個(gè)周期的被測信號電壓隨時(shí)間變化的波形曲線(xiàn)（如圖5-6所示）。由圖5-6所示可見(jiàn)，在時(shí)間t=0的瞬間，信號電壓為Vo（零值），鋸齒波電壓為V0′（負值），熒光屏上光點(diǎn)在坐標原點(diǎn)左面，位移的距離正比于電壓V0′；在時(shí)間t=1的瞬間，交流電壓為V1（正值），鋸齒波電壓為V1′（負值），熒光屏上光點(diǎn)在坐標的第Ⅱ象限中。同理，在時(shí)間t=2，t=3，…，t=8的瞬間，熒光屏上光點(diǎn)分別位于2，3，…，8點(diǎn)。在t=8瞬間，鋸齒波電壓由最大正值V8′跳變到最大負V0′，因而熒光屏上的光點(diǎn)也從8點(diǎn)極其迅速地向左移到起始位置0點(diǎn)。以后，在被測周期信號的第二個(gè)周期、第三個(gè)周期……都重復第一個(gè)周期的情形，光點(diǎn)在熒光屏上描出的軌跡也都重疊在第一次描出的軌跡上。所以，熒光屏上顯示出來(lái)的被測信號電壓是隨時(shí)間變化的穩定波形曲線(xiàn)。

若被測信號電壓的頻率等于鋸齒波電壓頻率整數倍數時(shí)，則熒光屏上將顯示出周期為整數的被測信號穩定波形。而當被測信號電壓的頻率與鋸齒波電壓的頻率不成整數倍數時(shí)，則熒光屏上不能獲得穩定的波形，如圖5-7所示。在圖5-7中，第一次掃描時(shí)，屏上顯示的是0～1這段波形曲線(xiàn)；第二次掃描時(shí)，屏上顯示1～2這段波形曲線(xiàn)；第三次掃描時(shí)，屏上顯示2～3這段波形曲線(xiàn)；……可見(jiàn)，每次熒光屏上顯示的波形曲線(xiàn)都不同，所以圖形不穩定。

由上述可見(jiàn)，為使熒光屏上的圖形穩定，被測信號電壓的頻率應與鋸齒波電壓的頻率保持整數比的關(guān)系，即同步關(guān)系。為了實(shí)現這一點(diǎn)，就要求鋸齒波電壓的頻率連續可調，以便適應觀(guān)察各種不同頻率的周期信號。其次，由于被測信號頻率和鋸齒波振蕩信號頻率的相對不穩定性，即使把鋸齒波電壓的頻率臨時(shí)調到與被測信號頻率成整倍數關(guān)系，也不能使圖形一直保持穩定。因此，示波器中都設有同步裝置。也就是在鋸齒波電路的某部分加上一個(gè)同步信號來(lái)促使掃描的同步，對于只能產(chǎn)生連續掃描（即產(chǎn)生周而復始連續不斷的鋸齒波）一種狀態(tài)的簡(jiǎn)易示波器（如國產(chǎn)SB-10型示波器等）而言，需要在其掃描電路上輸入一個(gè)與被觀(guān)察信號頻率相關(guān)的同步信號，當所加同步信號的頻率接近鋸齒波頻率的自主振蕩頻率（或接近其整數倍）時(shí)，就可以把鋸齒波頻率“拖入同步”或“鎖住”。對于具有等待掃描（即平時(shí)不產(chǎn)生鋸齒波，當被測信號來(lái)到時(shí)才產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波進(jìn)行一次掃描）功能的示波器（如國產(chǎn)ST-16型示波器、SBT-5型同步示波器、SR-8型雙蹤示波器等等）而言，需要在其掃描電路上輸入一個(gè)與被測信號相關(guān)的觸發(fā)信號，使掃描過(guò)程與被測信號密切配合。這樣，只要按照需要來(lái)選擇適當的同步信號或觸發(fā)信號，便可使任何欲研究的過(guò)程與鋸齒波掃描頻率保持同步。

示波器主要由顯示電路、垂直（Y軸）放大電路、水平（X軸）放大電路、掃描與同步電路、電源供給電路五大電路板塊構成。

1、顯示電路

顯示電路包括示波管及其控制電路兩個(gè)部分。示波管是一種特殊的電子管，是示波器一個(gè)重要組成部分。示波管由電子槍、偏轉系統和熒光屏3個(gè)部分組成。

（1）電子槍

電子槍用于產(chǎn)生并形成高速、聚束的電子流，去轟擊熒光屏使之發(fā)光。它主要由燈絲F、陰極K、控制極G、第一陽(yáng)極A1、第二陽(yáng)極A2組成。除燈絲外，其余電極的結構都為金屬圓筒，且它們的軸心都保持在同一軸線(xiàn)上。陰極被加熱后，可沿軸向發(fā)射電子；控制極相對陰極來(lái)說(shuō)是負電位，改變電位可以改變通過(guò)控制極小孔的電子數目，也就是控制熒光屏上光點(diǎn)的亮度。為了提高屏上光點(diǎn)亮度，又不降低對電子束偏轉的靈敏度，現代示波管中，在偏轉系統和熒光屏之間還加上一個(gè)后加速電極A3。

第一陽(yáng)極對陰極而言加有約幾百伏的正電壓。在第二陽(yáng)極上加有一個(gè)比第一陽(yáng)極更高的正電壓。穿過(guò)控制極小孔的電子束，在第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極高電位的作用下，得到加速，向熒光屏方向作高速運動(dòng)。由于電荷的同性相斥，電子束會(huì )逐漸散開(kāi)。通過(guò)第一陽(yáng)極、第二陽(yáng)極之間電場(chǎng)的聚焦作用，使電子重新聚集起來(lái)并交匯于一點(diǎn)。適當控制第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間電位差的大小，便能使焦點(diǎn)剛好落在熒光屏上，顯現一個(gè)光亮細小的圓點(diǎn)。改變第一陽(yáng)極和第二陽(yáng)極之間的電位差，可起調節光點(diǎn)聚焦的作用，這就是示波器的“聚焦”和“輔助聚焦”調節的原理。第三陽(yáng)極是示波管錐體內部涂上一層石墨形成的，通常加有很高的電壓，它有三個(gè)作用：①使穿過(guò)偏轉系統以后的電子進(jìn)一步加速，使電子有足夠的能量去轟擊熒光屏，以獲得足夠的亮度；②石墨層涂在整個(gè)錐體上，能起到屏蔽作用；③電子束轟擊熒光屏會(huì )產(chǎn)生二次電子，處于高電位的A3可吸收這些電子。

(2)偏轉系統

示波管的偏轉系統大都是靜電偏轉式，它由兩對相互垂直的平行金屬板組成，分別稱(chēng)為水平偏轉板和垂直偏轉板。分別控制電子束在水平方向和垂直方向的運動(dòng)。當電子在偏轉板之間運動(dòng)時(shí)，如果偏轉板上沒(méi)有加電壓，偏轉板之間無(wú)電場(chǎng)，離開(kāi)第二陽(yáng)極后進(jìn)入偏轉系統的電子將沿軸向運動(dòng)，射向屏幕的中心。如果偏轉板上有電壓，偏轉板之間則有電場(chǎng)，進(jìn)入偏轉系統的電子會(huì )在偏轉電場(chǎng)的作用下射向熒光屏的指定位置。

如果兩塊偏轉板互相平行，并且它們的電位差等于零，那么通過(guò)偏轉板空間的，具有速度υ的電子束就會(huì )沿著(zhù)原方向（設為軸線(xiàn)方向）運動(dòng)，并打在熒光屏的坐標原點(diǎn)上。如果兩塊偏轉板之間存在著(zhù)恒定的電位差，則偏轉板間就形成一個(gè)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)與電子的運動(dòng)方向相垂直，于是電子就朝著(zhù)電位比較高的偏轉板偏轉。這樣，在兩偏轉板之間的空間，電子就沿著(zhù)拋物線(xiàn)在這一點(diǎn)上做切線(xiàn)運動(dòng)。最后，電子降落在熒光屏上的A點(diǎn)，這個(gè)A點(diǎn)距離熒光屏原點(diǎn)（0）有一段距離，這段距離稱(chēng)為偏轉量，用y表示。偏轉量y與偏轉板上所加的電壓Vy成正比。同理，在水平偏轉板上加有直流電壓時(shí)，也發(fā)生類(lèi)似情況，只是光點(diǎn)在水平方向上偏轉。

（3）熒光屏

熒光屏位于示波管的終端，它的作用是將偏轉后的電子束顯示出來(lái)，以便觀(guān)察。在示波器的熒光屏內壁涂有一層發(fā)光物質(zhì)，因而，熒光屏上受到高速電子沖擊的地點(diǎn)就顯現出熒光。此時(shí)光點(diǎn)的亮度決定于電子束的數目、密度及其速度。改變控制極的電壓時(shí)，電子束中電子的數目將隨之改變，光點(diǎn)亮度也就改變。在使用示波器時(shí)，不宜讓很亮的光點(diǎn)固定出現在示波管熒光屏一個(gè)位置上，否則該點(diǎn)熒光物質(zhì)將因長(cháng)期受電子沖擊而燒壞，從而失去發(fā)光能力。

涂有不同熒光物質(zhì)的熒光屏，在受電子沖擊時(shí)將顯示出不同的顏色和不同的余輝時(shí)間，通常供觀(guān)察一般信號波形用的是發(fā)綠光的，屬中余輝示波管，供觀(guān)察非周期性及低頻信號用的是發(fā)橙黃色光的，屬長(cháng)余輝示波管；供照相用的示波器中，一般都采用發(fā)藍色的短余輝示波管。

2、垂直（Y軸）放大電路

由于示波管的偏轉靈敏度甚低，例如常用的示波管13SJ38J型，其垂直偏轉靈敏度為0.86mm/V（約12V電壓產(chǎn)生1cm的偏轉量），所以一般的被測信號電壓都要先經(jīng)過(guò)垂直放大電路的放大，再加到示波管的垂直偏轉板上，以得到垂直方向的適當大小的圖形。

3、水平（X軸）放大電路

由于示波管水平方向的偏轉靈敏度也很低，所以接入示波管水平偏轉板的電壓（鋸齒波電壓或其它電壓）也要先經(jīng)過(guò)水平放大電路的放大以后，再加到示波管的水平偏轉板上，以得到水平方向適當大小的圖形。

4、掃描與同步電路

掃描電路產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波電壓。該鋸齒波電壓的頻率能在一定的范圍內連續可調。鋸齒波電壓的作用是使示波管陰極發(fā)出的電子束在熒光屏上形成周期性的、與時(shí)間成正比的水平位移，即形成時(shí)間基線(xiàn)。這樣，才能把加在垂直方向的被測信號按時(shí)間的變化波形展現在熒光屏上。

5、電源供給電路

電源供給電路供給垂直與水平放大電路、掃描與同步電路以及示波管與控制電路所需的負高壓、燈絲電壓等。

由示波器的原理功能方框圖可見(jiàn)，被測信號電壓加到示波器的Y軸輸入端，經(jīng)垂直放大電路加于示波管的垂直偏轉板。示波管的水平偏轉電壓，雖然多數情況都采用鋸齒電壓（用于觀(guān)察波形時(shí)），但有時(shí)也采用其它的外加電壓（用于測量頻率、相位差等時(shí)），因此在水平放大電路輸入端有一個(gè)水平信號選擇開(kāi)關(guān)，以便按照需要選用示波器內部的鋸齒波電壓，或選用外加在X軸輸入端上的其它電壓來(lái)作為水平偏轉電壓。

此外，為了使熒光屏上顯示的圖形保持穩定，要求鋸齒波電壓信號的頻率和被測信號的頻率保持同步。這樣，不僅要求鋸齒波電壓的頻率能連續調節，而且在產(chǎn)生鋸齒波的電路上還要輸入一個(gè)同步信號。這樣，對于只能產(chǎn)生連續掃描（即產(chǎn)生周而復始、連續不斷的鋸齒波）一種狀態(tài)的簡(jiǎn)易示波器（如國產(chǎn)SB10型等示波器）而言，需要在其掃描電路上輸入一個(gè)與被觀(guān)察信號頻率相關(guān)的同步信號，以牽制鋸齒波的振蕩頻率。對于具有等待掃描功能（即平時(shí)不產(chǎn)生鋸齒波，當被測信號來(lái)到時(shí)才產(chǎn)生一個(gè)鋸齒波，進(jìn)行一次掃描）功能的示波器（如國產(chǎn)ST-16型示波器、SR-8型雙蹤示波器等而言，需要在其掃描電路上輸入一個(gè)與被測信號相關(guān)的觸發(fā)信號，使掃描過(guò)程與被測信號密切配合。為了適應各種需要，同步（或觸發(fā)）信號可通過(guò)同步或觸發(fā)信號選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇，通常來(lái)源有3個(gè)：①從垂直放大電路引來(lái)被測信號作為同步（或觸發(fā)）信號，此信號稱(chēng)為“內同步”（或“內觸發(fā)”）信號；②引入某種相關(guān)的外加信號為同步（或觸發(fā)）信號，此信號稱(chēng)為“外同步”（或“外觸發(fā)”）信號，該信號加在外同步（或外觸發(fā)）輸入端；③有些示波器的同步信號選擇開(kāi)關(guān)還有一檔“電源同步”，是由220V，50Hz電源電壓，通過(guò)變壓器次級降壓后作為同步信號。

示波器可以進(jìn)行電壓測量、時(shí)間測量、相位測量、頻率測量等名種測量應用。

1、電壓測量

利用示波器所做的任何測量，都是歸結為對電壓的測量。示波器可以測量各種波形的電壓幅度，既可以測量直流電壓和正弦電壓，又可以測量脈沖或非正弦電壓的幅度。更有用的是它可以測量一個(gè)脈沖電壓波形各部分的電壓幅值，如上沖量或頂部下降量等。這是其他任何電壓測量?jì)x器都不能比擬的。

1．直接測量法

所謂直接測量法，就是直接從屏幕上量出被測電壓波形的高度，然后換算成電壓值。定量測試電壓時(shí)，一般把Y軸靈敏度開(kāi)關(guān)的微調旋鈕轉至“校準”位置上，這樣，就可以從“V/div”的指示值和被測信號占取的縱軸坐標值直接計算被測電壓值。所以，直接測量法又稱(chēng)為標尺法。

（1）交流電壓的測量

將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“AC”位置，顯示出輸入波形的交流成分。如交流信號的頻率很低時(shí)，則應將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“DC”位置。

將被測波形移至示波管屏幕的中心位置，用“V/div”開(kāi)關(guān)將被測波形控制在屏幕有效工作面積的范圍內，按坐標刻度片的分度讀取整個(gè)波形所占Y軸方向的度數H，則被測電壓的峰-峰值VP-P可等于“V/div”開(kāi)關(guān)指示值與H的乘積。如果使用探頭測量時(shí)，應把探頭的衰減量計算在內，即把上述計算數值乘10。

例如示波器的Y軸靈敏度開(kāi)關(guān)“V/div”位于0.2檔級，被測波形占Y軸的坐標幅度H為5div，則此信號電壓的峰-峰值為1V。如是經(jīng)探頭測量，仍指示上述數值，則被測信號電壓的峰-峰值就為10V。

（2）直流電壓的測量

將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置于“地”位置，觸發(fā)方式開(kāi)關(guān)置“自動(dòng)”位置，使屏幕顯示一水平掃描線(xiàn)，此掃描線(xiàn)便為零電平線(xiàn)。

將Y軸輸入耦合開(kāi)關(guān)置“DC”位置，加入被測電壓，此時(shí)，掃描線(xiàn)在Y軸方向產(chǎn)生跳變位移H，被測電壓即為“V/div”開(kāi)關(guān)指示值與H的乘積。

直接測量法簡(jiǎn)單易行，但誤差較大。產(chǎn)生誤差的因素有讀數誤差、視差和示波器的系統誤差（衰減器、偏轉系統、示波管邊緣效應）等。

2．比較測量法

比較測量法就是用一已知的標準電壓波形與被測電壓波形進(jìn)行比較求得被測電壓值。

將被測電壓Vx輸入示波器的Y軸通道，調節Y軸靈敏度選擇開(kāi)關(guān)“V/div”及其微調旋鈕，使熒光屏顯示出便于測量的高度Hx并做好記錄，且“V/div”開(kāi)關(guān)及微調旋鈕位置保持不變。去掉被測電壓，把一個(gè)已知的可調標準電壓Ｖs輸入Ｙ軸，調節標準電壓的輸出幅度，使它顯示與被測電壓相同的幅度。此時(shí)，標準電壓的輸出幅度等于被測電壓的幅度。比較法測量電壓可避免垂直系統引起和誤差，因而提高了測量精度。

2、時(shí)間測量

示波器時(shí)基能產(chǎn)生與時(shí)間呈線(xiàn)性關(guān)系的掃描線(xiàn)，因而可以用熒光屏的水平刻度來(lái)測量波形的時(shí)間參數，如周期性信號的重復周期、脈沖信號的寬度、時(shí)間間隔、上升時(shí)間（前沿）和下降時(shí)間（后沿）、兩個(gè)信號的時(shí)間差等等。

將示波器的掃速開(kāi)關(guān)“t/div”的“微調”裝置轉至校準位置時(shí)，顯示的波形在水平方向刻度所代表的時(shí)間可按“t/div”開(kāi)關(guān)的指示值直讀計算，從而較準確地求出被測信號的時(shí)間參數。

3、相位測量

利用示波器測量?jì)蓚€(gè)正弦電壓之間的相位差具有實(shí)用意義，用計數器可以測量頻率和時(shí)間，但不能直接測量正弦電壓之間的相位關(guān)系。利用示波器測量相位的方法很多，下面，僅介紹幾種常用的簡(jiǎn)單方法。

1．雙蹤法

雙蹤法是用雙蹤示波器在熒光屏上直接比較兩個(gè)被測電壓的波形來(lái)測量其相位關(guān)系。測量時(shí)，將相位超前的信號接入YB通道，另一個(gè)信號接入YA通道。選用YB觸發(fā)。調節“t/div”開(kāi)關(guān)，使被測波形的一個(gè)周期在水平標尺上準確地占滿(mǎn)8div，這樣，一個(gè)周期的相角360°被8等分，每1div相當于45°。讀出超前波與滯后波在水平軸的差距T，按下式計算相位差φ：

φ=45°/div×T（div）

如T==1.5div ，則φ=45°/div×1.5div=67.5°

2．李沙育圖形法測相位

將示波器的X軸選擇置于X軸輸入位置，將信號u1接入示波器的Y軸輸入端，信號u2接入示波器的X軸輸入端。適當調節示波器面板上相關(guān)旋鈕，使熒光屏上顯現一個(gè)大小適宜的橢圓（在特殊情況下，可能是一個(gè)正圓或一根斜線(xiàn)）。

由此可見(jiàn)，設Y軸偏轉板上的信號u1導前于X軸偏轉板上的信號u21/8周期，設u2的初相為零，即φ2=0，因此當u2為零時(shí)，u1為一個(gè)較大的值。如圖中的“0”點(diǎn)。此時(shí)，熒光屏上的光點(diǎn)也相應地位于“0”點(diǎn)。隨著(zhù)時(shí)間的變化，u1上升，u2也上升，則熒光屏上的光點(diǎn)向右上方移動(dòng)。當經(jīng)1/8周期后，u1、u2分別到達“1”點(diǎn)，此時(shí)u1到達最大值，u2為一個(gè)較大的值，熒光屏上的光點(diǎn)位于相應的“1”。如此繼續下去，熒光屏上的光點(diǎn)將描出一個(gè)順時(shí)針旋轉的橢圓。如果u1滯后于u2則形成一個(gè)逆時(shí)針旋轉的橢圓。當然，這只有在信號頻率很低時(shí)（如幾赫茲），且在短余輝的熒光屏上便會(huì )清楚地看到熒光屏上的光點(diǎn)順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉的現象。由上述可見(jiàn)橢圓的形狀是隨兩個(gè)正弦信號電壓u1、u2相位差的不同而不同。因此可以根據橢圓的形狀確定兩個(gè)正弦信號之間的相位差Δφ。在圖5-13中設A是橢圓與Y軸交點(diǎn)的縱坐標，B是橢圓上各點(diǎn)坐標的最大值。由圖可見(jiàn)，A是對應于t=0時(shí)u1的瞬時(shí)電壓，即

A=Um1sinφ1

B是對應于u1的幅值，即

B=Um1

于是 A/B=（Um1sinφ1）/ Um1= sinφ1

來(lái)表示。在實(shí)際測試中為讀數方便，常讀取2A，2B（或2C，2D），按式

Δφ=arc sin（2A/2B）或Δφ=arc sin（2C/2D）

來(lái)計算相位差。

4、頻率測量

用示波器測量信號頻率的方法很多，下面介紹常用的兩種基本方法。

1．周期法

對于任何周期信號，可用前述的時(shí)間間隔的測量方法，先測定其每個(gè)周期的時(shí)間T，再用下式求出頻率f ：f=1/T

例如示波器上顯示的被測波形，一周期為8div，“t/div”開(kāi)關(guān)置“1μs”位置，其“微調”置“校準”位置。則其周期和頻率計算如下：

T=1us/div×8div = 8us

f= 1/8us =125kHz

所以，被測波形的頻率為125kHz。

2．李沙育圖形法測頻率

將示波器置X-Y工作方式，被測信號輸入Y軸，標準頻率信號輸入“X外接”，慢慢改變標準頻率，使這兩個(gè)信號頻率成整數倍時(shí)，例如fx :

fy=1:2，則在熒光屏上會(huì )形成穩定的李沙育圖形。

李沙育圖形的形狀不但與兩個(gè)偏轉電壓的相位有關(guān)，而且與兩個(gè)偏轉電壓的頻率也有關(guān)。用描跡法可以畫(huà)出ux與uy的各種頻率比、不同相位差時(shí)的李沙育圖形，幾種不同頻率比的李沙育圖形如圖5-15所示。

利用李沙育圖形與頻率的關(guān)系，可進(jìn)行準確的頻率比較來(lái)測定被測信號的頻率。其方法是分別通過(guò)李沙育圖形引水平線(xiàn)和垂直線(xiàn)，所引的水平線(xiàn)垂直線(xiàn)不要通過(guò)圖形的交叉點(diǎn)或與其相切。若水平線(xiàn)與圖形的交點(diǎn)數為m，垂直線(xiàn)與圖形的交點(diǎn)數n，則

fy / fx=m / n

當標準頻率fx（或fy）為已知時(shí)，由上式可以求出被測信號頻率fy（或fx）。顯然，在實(shí)際測試工作中，用李沙育圖形進(jìn)行頻率測試時(shí)，為了使測試簡(jiǎn)便正確，在條件許可的情況下，通常盡可能調節已知頻率信號的頻率，使熒光屏上顯示的圖形為圓或橢圓。這時(shí)被測信號頻率等于已知信號頻率。