示波器的主要部分有示波管、带衰减器的Y轴放大器、带衰减器的X轴放大器、扫描发生器（锯齿波发生器）、触发同步和电源等，其结构方框图如图1所示。为了适应各种测量的要求，示波器的电路组成是多样而复杂的，这里仅就主要部分加以介绍：
一、示波管
如上图所示，示波管主要包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全都密封在玻璃外壳内，里面抽成高真空。下面分别说明各部分的作用。
1、荧光屏：它是示波器的显示部分，当加速聚焦后的电子打到荧光上时，屏上所涂的荧光物质就会发光，从而显示出电子束的位置。当电子停止作用后，荧光剂的发光需经一定时间才会停止，称为余辉效应。
2、电子枪：由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2五部分组成。灯丝通电后加热阴极。阴极是一个表面涂有氧化物的金属筒，被加热后发射电子。控制栅极是一个顶端有小孔的圆筒，套在阴极外面。它的电位比阴极低，对阴极发射出来的电子起控制作用，只有初速度较大的电子才能穿过栅极顶端的小孔然后在阳极加速下奔向荧光屏。示波器面板上的“亮度”调整就是通过调节电位以控制射向荧光屏的电子流密度，从而改变了屏上的光斑亮度。阳极电位比阴极电位高很多，电子被它们之间的电场加速形成射线。当控制栅极、第一阳极、第二阳极之间的电位调节合适时，电子枪内的电场对电子射线有聚焦作用，所以第一阳极也称聚焦阳极。第二阳极电位更高，又称加速阳极。面板上的“聚焦”调节，就是调第一阳极电位，使荧光屏上的光斑成为明亮、清晰的小圆点。有的示波器还有“辅助聚焦”，实际是调节第二阳极电位。
3、偏转系统：它由两对相互垂直的偏转板组成，一对垂直偏转板Y，一对水平偏转板X。在偏转板上加以适当电压，电子束通过时，其运动方向发生偏转，从而使电子束在荧光屏上的光斑位置也发生改变。
容易证明，光点在荧光屏上偏移的距离与偏转板上所加的电压成正比，因而可将电压的测量转化为屏上光点偏移距离的测量，这就是示波器测量电压的原理。
二、信号放大器和衰减器
示波管本身相当于一个多量程电压表，这一作用是靠信号放大器和衰减器实现的。由于示波管本身的X及Y轴偏转板的灵敏度不高（约0.1—1mm/V），当加在偏转板的信号过小时，要预先将小的信号电压加以放大后再加到偏转板上。为此设置X轴及Y轴电压放大器。衰减器的作用是使过大的输入信号电压变小以适应放大器的要求，否则放大器不能正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器受损。对一般示波器来说，X轴和Y轴都设置有衰减器，以满足各种测量的需要。
三、扫描系统
扫描系统也称时基电路，用来产生一个随时间作线性变化的扫描电压，这种扫描电压随时间变化的关系如同锯齿，故称锯齿波电压，这个电压经X轴放大器放大后加到示波管的水平偏转板上，使电子束产生水平扫描。这样，屏上的水平坐标变成时间坐标，Y轴输入的被测信号波形就可以在时间轴上展开。扫描系统是示波器显示被测电压波形必需的重要组成部分。
仍是目前工作台上必不可少的工具，这里整理了六条基于示波器使用者的常见问题，不知道是否解答了您的困惑?
1、在高速串行测试时，对测试所需示波器有什么样的要求?哪几个指标是最关键的?
基本来说对带宽和采样率要满足串行信号的要求，接下来就需要考察是否是差分信号，以及示波器对串行测试的分析功能，比如说码型的触发和解码等等。
2、在测量高速数字信号时，示波器的带宽是不是一定要是信号频率的5倍以上?为什么?
选择示波器的带宽，一般是被测信号的速率的2.5倍或信号最高频率的5倍，这样可以看到高速信号的5次谐波。
3、测试时的带宽是如何影响测试结果?对测试仪器的带宽有何要求?
首先，带宽不足会损失掉信号的高频谐波分量，导致时间和幅度测试的不准确。然而即使带宽相同的示波器会表现出不同的上升时间，对应用来说，测量上升沿上发生的错误非常关键，另外在数据信号中，对眼图的张开度影响也很大。正因如此，上升时间指标对在时域中执行测量的设备(示波器)非常重要。
4、带宽是否越高越好?
前面提到，目前广泛使用的电路板、连接器、电缆和集成模块的上升时间非常有限，以至于高速信号经过传输之后高频分量损耗严重。许多新的第三代标准(USB3.0, PCIE Gen3, 10G-KR)已经考虑到这一点，要求的带宽比以前低得多。当然，也有一些例外情况，要求更高的带宽。比如100G以太网方案，它采用复杂的调制技术(DP-PSK)，要求四个模拟输入及超过20 GHz的带宽进行分析。鉴于这些应用，泰克已经宣布，其带宽超过30GHz的示波器将于今年下半年晚些时候推出。
5、怎样才能提高测试仪器的灵敏度呢?
选择合适的带宽，带宽过大会增加噪声，在垂直设置上，尽可能让信号填满屏幕，好充分利用示波器的AD位数，可以采用波形平均，合适的探头的带宽，选择高分辨率 (Hi-res) 采集模式等等。
6、在对系统设计进行调试时，确认异常现象并在短时间内弄清电路的运行条件，如何增加捕捉异常现象的机会?
使用DPX技术，并打开无限余辉，几秒钟就可以看到平时可能数小时看不到的异常信号。该性能提高了见证数字系统中出现的瞬态事件的几率，这些瞬态事件包括短脉冲、毛刺和转换误差等。
1、基本结构
①Y轴系统
由衰减器、放大器及延迟线等组成。其主要作用是放大被测信号电压使之达到适当的幅度，以驱动束作垂直偏转。
②X轴系统
由触发整形电路、扫描发生器及x轴放大器组成。其作用是产生扫描锯齿波并加以放大，驱动电子束进行水平方向扫描。触发整形电路则保证在荧光屏上显示的波形稳定，以利于对信号波形的观察。
③Z轴系统
由示波管、增辉电路、和校准信号发生器组成。示波管由电子枪、X轴偏转板、Y轴偏转板和荧光屏组成，其主要作用是将电信号转换成光信号，用于对被测信号波形的显示。增辉电路的作用是在信号扫描正程使光迹变亮，而在信号扫描回程使光迹消隐。电源电路将交流市电变换成多种高压和低压电源，以满足示波管及其他电路工作的需要。校准信号发生器提供幅度、周期都十分准确的方波信号用于校准的相关性能指标。
2、工作过程
被测信号电压经过示波器探头加到Y轴输入端，经过衰减、前置放大和倒相后，再经延迟线延迟和Y轴后置放大器放大，输出足够大的推挽信号加到示波管的垂直偏转板上，控制电子束作垂直方向的偏移。
为了能够稳定的显示波形，使每次扫描的起点都对应于被测量信号的同一相位点上，可将被测信号送至触发整形电路。触发整形电路在被测信号的某个电子和极性下被触发，输出触发脉冲去启动扫描发生器产生锯齿波电压，经过x轴放大器放大后成为推挽信号加至示波管的水平偏转板上，以控制电子束作水平方向的偏转(即扫描过程)。同时，扫描信号发生器还输出脉宽与扫描正程相等的增辉脉冲，并经过z轴系统加至示波管的栅极使显示的光迹增亮。
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