我们先了解一下示波器的工作原理。我们知道,示波器是通过在X和Y偏转板上加上控制电压,控制由电子枪射出电子束的偏转从而在屏幕上描绘出轨迹的,一般在X偏转板加的是正向锯齿波信号,线性上升的电压控制电子束从左到右移动,形成水平扫描。因为上升的电压与时间成线性关系,扫描得到的轨迹就可以模拟时间轴。如果同时在Y偏转板加上与被测信号成比例的电压,使电子束在水平移动的同时也在垂直方向移动,这样电子束就描绘出了被测信号与时间的关系,也就是信号的波形。这是示波器显示波形的基本原理。
Y是一周期性信号,X是扫描信号,显然它们是不同步的。当将这样的信号同时分别加到示波器的Y和X偏转系统时,显示的波形如图2所示,其中当X从T0扫描到T1时描绘出的波形是A,从T1到T2扫描时描绘出的波形是B,而从T2到T3扫描时描绘出的是C,显然它们在屏幕上的位置都不同,而且先后出现,所以您会看到的是它们的混合,得不到一个稳定的波形。这就是示波器的扫描与信号不同步的结果。
如果我们设法将X信号变成的情形,使每一次扫描开始时刻都对应于Y信号一个周期的同一点,使得每一次扫描对应的Y信号都相同,也就是让示波器的扫描信号与被测信号“同步”。当将这样的信号同时分别加到示波器的X和Y偏转系统时,由于每一个扫描周期X和Y的信号都相同,电子束受到同样的偏转控制,因而每一次扫描的电子束都打在屏幕上的同样的轨迹上,也就是说我们可以得到图4所示的波形。这是您能看到的唯一波形,因为每一个扫描周期电子束都打在这个波形的轨迹上,而不是其他位置,因而这个波形是稳定的。这就是示波器扫描与信号同步的结果。
综上所述,如果我们要在示波器的屏幕上观察到稳定的波形,必要的条件是示波器的扫描信号要与被观察的信号保持同步关系。