模拟示波器的工作及显示原理是什么？

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。

模拟示波器的核心工作及显示原理基于阴极射线管，其工作原理可分为以下几个关键步骤：

信号输入与调理：
- 被测信号首先输入到示波器的 Y (垂直) 通道。
- 经过一个衰减器 (减小幅度过大的信号) 或放大器 (增大幅度过小的信号)，使信号的电压幅度被调整到适合后续电路处理的水平。
垂直偏转：
- 调理后的信号电压被施加到 CRT 内部垂直偏转板的两块平行金属板上。
- 这两块板之间会建立一个与输入信号电压成正比的电场。
- 电子束穿过这个电场时，会受到电场力的作用而发生垂直方向的偏转。
- 偏转量与瞬时信号电压成正比：电压越高，电子束向上（或向下，取决于信号极性）偏转的幅度越大。因此，Y轴位置直接代表了输入信号的瞬时电压值。
时基（水平扫描）与同步：
- 为了在水平方向（时间轴）上展开波形，需要一个时基发生器 (锯齿波发生器)。
- 时基发生器会产生一个 锯齿波电压：电压随时间线性增加到达最大值后，快速回零，再重复此过程。
- 这个锯齿波电压被施加到 CRT 内部水平偏转板的两块平行金属板上。
- 水平偏转板之间的电场（与锯齿波电压成正比）导致电子束在水平方向上发生匀速的从左到右的线性偏转。这个过程称为 “扫描”。
- 扫描速度由锯齿波电压的斜率决定，用户可以通过示波器面板上的 “TIME/DIV” 旋钮调节扫描速度（例如，1ms/div, 10μs/div等）。
- 触发电路 是关键：为了稳定显示周期信号，触发电路监测输入信号（或外部触发源），当信号达到特定的 触发电平 并满足 触发沿（上升沿或下降沿）条件时，会启动一个新的扫描周期（让锯齿波开始从零上升）。这样，每次扫描都在被测信号的同一点开始，保证屏幕上看到的波形“稳定不动”。
电子束发射与聚焦：
- CRT 的尾部是电子枪，包含加热的阴极。阴极受热发射自由电子。
- 控制栅极：通过调节其负电压来控制电子束的强弱（即亮度），对应示波器的 “INTENSITY” 旋钮。
- 加速阳极：施加高压正电（几千伏至上万伏），产生强大的静电场将电子高速拉向屏幕。
- 聚焦阳极：精确调节电场，将发散状态的电子束聚拢成极细的束点，对应示波器的 “FOCUS” 旋钮。
- 高速电子束流经 垂直偏转板 和 水平偏转板，受到偏转电压的作用而偏转。
荧光显示：
- CRT 的屏幕内壁涂有 磷光粉（荧光粉）。
- 高速运动的电子束轰击到屏幕的某一点时，该点的磷光粉受激发光。
- 电子束在偏转电场的作用下，在屏幕上高速扫描移动。
- 波形绘制：
  - 垂直偏转板根据输入信号的瞬时电压使电子束在垂直方向上下移动。
  - 水平偏转板根据锯齿波电压使电子束匀速地（在触发同步的起点后）从左向右水平移动。
  - 这两个运动的合成轨迹（电子束在屏幕上轰击点的连续路径）就是输入信号幅度随时间变化的图形——我们看到的波形。
- 余辉效应：磷光粉被激发后，其发光会持续一小段时间（称为余辉时间，有短、中、长余辉之分）。当电子束扫描整个轨迹足够快时（每秒多次刷新），人眼会因为视觉暂留和磷光余辉效应而看到一条连续明亮且稳定的波形曲线。
- 屏幕上通常有刻度网格（格线），方便用户读取电压幅度（Y轴）和时间间隔（X轴）。其亮度通常由一个单独的校准信号点亮。

总结： 模拟示波器通过Y通道处理和测量信号的电压幅度（Y轴），通过时基电路产生精确的线性扫描（时间轴/X轴），并通过触发机制确保扫描与信号同步。核心的阴极射线管将这两路电压信息（Y电压和时基锯齿波电压）分别转换成电子束在垂直方向和水平方向的偏转运动。高速运动的电子束在荧光屏上轰击发光，利用磷光的余辉效应和扫描刷新，最终将信号的电压-时间关系以连续可见的波形图形化显示出来。

简单说，它用两对偏转板，像画坐标图一样，用电子束“画”出了电压如何随时间变化的轨迹。