1． 回顧中學的沙漏實驗——隨時間變化的信號如何在平面展示
物理學理論可以證明，一端通過細繩固定的重物在作擺動時，與中心垂線的距離滿足正弦波規律。沙漏實驗可以清晰地顯示這個隨時間變化的波形：用沙漏充當重物，并且在沙漏底下的桌面上平鋪一張紙，當沙漏開始擺動時，讓紙勻速移動。這樣，沙漏中流出的細沙，就在紙上留下了一個正弦波痕跡，如圖1.1.3所示。利用這種設計思想，可以完成波形在平面上（對應于時間的流動）的展開。這種設計思想在波形記錄、顯示中被廣泛采用，比如心電圖機，就是用原地擺動的電熱針，在勻速移動的記錄紙帶上描記出心電波形。
利用心電圖機的結構，已經可以記錄電壓信號，但是，示波器在大量的應用中，并不需要通過消耗紙張來記錄波形，而僅僅是觀察波形。因此，可以重復使用的熒光屏，被應用到示波器的設計中。

2． 在示波器上描繪一條曲線——電子槍和熒光屏
在一個封閉玻璃管顯示屏的內壁涂上熒光粉，當熒光粉被大量電子形成的電子束轟擊時，會發出熒光。可以發出電子束的設備稱為電子槍，它可以連續地發出集束性很強的電子。這些電子束在飛行過程中，如果遇到電場的作用，會因電場形成的力而改變運行方向，導致最終電子束落到熒光屏上的位置發生改變，也就是光點改變。根據這個原理制造的示波管，其結構如圖1.1.4所示。圖中電子槍發出的電子束，經過兩個偏轉板的作用，會在X、Y兩個方向上發生偏轉。
當在Y偏轉板上加入被測信號，而在X偏轉板上不加電壓，可以在示波管的熒光屏上看到光點隨著被測電壓的變化而發生位置變化——電壓越大，光點位置越靠上方。
當在X偏轉板上加入一個鋸齒波，而在Y偏轉板上不加電壓，可以看到光點從熒光屏左邊出現，勻速移動到右邊，然后又迅速在左邊重復出現。
當在X偏轉板上加入一個鋸齒波，而在Y偏轉板上加入一個正弦波，則可以看到，光點在勻速左移的同時，其Y方向位置出現了正弦變化的規律，也就是說，光點的移動軌跡是一個正弦波。

3． 怎樣將周期性電壓信號穩定地顯示于熒光屏？
僅靠電子槍、X偏轉板、Y偏轉板和熒光屏，還不能將被測信號穩定地顯示在示波器的熒光屏上。當X軸偏轉板上加入周期性的鋸齒波時，而Y軸偏轉板上加入被測的正弦信號，示波器的熒光屏上會出現如圖1.1.5所示的波形。由于X軸偏轉板的鋸齒波頻率為機內產生，肯定無法保證其與外界被測信號頻率同步，因此，就出現了每個鋸齒波的起點，對應的被測正弦波的相位不一致。這樣，觀察者在示波器上看到的波形好像是在滾動，并且多個波形交錯重疊。這種波形顯示，是難以完成觀察者記錄波形、測量波形的任務的。
只有準確控制X軸偏轉板上的鋸齒波電壓的觸發時刻，使其在被測信號的相同初相角處發出，才能夠使得被測波形在熒光屏上準確重疊，獲得穩定的波形顯示。如圖1.1.6所示。示波器內部的電路，通過下述方法，可以檢測出被測信號在每個周期中，相同的初相角時刻。
在一個周期性信號中，相同初相角的時刻，各個周期的電壓信號具備如下特征：它們的瞬時電壓相等，并且它們上升或者下降的特征相同。在圖1.1.6中，被測信號在○1～○6時刻，具有相同的特征：都是以上升的方式經過0V電壓。示波器內部，用微分電路可以區分被測信號上升或者下降，用比較器配合外部的電壓設置，可以判斷被測信號是否經過這個比較電壓（比如圖中的0V）。這樣，再經過一套邏輯電路，可以在被測信號具有相同初相角的時刻，控制X軸偏轉板，發出一個鋸齒波。這種利用被測信號的周期性，在相同初相角時刻，觸發X軸鋸齒波掃描信號，使得波形被重疊、穩定地顯示于示波器熒光屏的技術，稱為同步觸發掃描。圖中，鋸齒波在○1～○6時刻滿足觸發條件，但僅在○1、○3、○5時刻被觸發，是因為在○2、○4、○6時刻，此前的鋸齒波尚未掃描結束。
因此，在示波器外部面板上，有控制被測信號在電壓多大時觸發鋸齒波產生的電平旋鈕，英文標識為Level，這個電壓稱為觸發電平。有控制被測信號是上升或者下降經過Level電壓的選擇開關，英文標識為Slope
 為了更加清晰地表述觸發掃描中，各個控制開關和旋鈕對波形顯示的影響，圖1.1.7～圖1.1.11給出了幾個實例。請讀者將這些圖和圖1.1.6作比較

4． 怎樣實現雙蹤波形顯示？
一般來說，一個示波器只有一套電子槍系統。而在日常測量中，經常需要比較兩個或者兩個以上被測信號之間的相位，這就需要示波器能夠同時完成兩路被測信號的顯示。這就叫雙蹤顯示。
示波器完成雙蹤顯示的方法有兩種，分別叫交替顯示(ALT)、斷續顯示(CHOP)。它們都是利用人眼的視覺暫留現象實現的。這一點，類似于計算機的多任務分時操作，利用設備的高速性能和人對事物觀察的緩慢，讓觀察者察覺不到設備內部的分時操作。
1） 交替顯示
所謂交替顯示，就是Y軸偏轉板上以觸發掃描的鋸齒波為節拍，交替接通兩路被測信號。如圖1.1.12所示，○1號鋸齒波周期內，Y軸偏轉板上為通道1的正弦波，電子束在熒光屏上掃出一個正弦波片斷，○2號鋸齒波開始，Y軸偏轉板立即接通通道2的三角波，電子束又重新在熒光屏上掃出一個三角波片斷，如此往復，就在熒光屏上得到了正弦波和三角波的同時顯示。在交替顯示中，負責切換兩個通道信號的電子開關，是以觸發后的鋸齒波為節拍的。因此，當被測信號頻率較低時，肉眼可以看出這種切換，不利于波形的穩定顯示。所以，此時一般使用斷續方式實現雙蹤顯示。

5． 為什么要進行觸發源選擇？
所謂的觸發源，就是觸發X軸偏轉板產生鋸齒波的源信號。當觸發源為被測信號本身，示波器可以保證鋸齒波的產生與被測信號同步，進而完成顯示的準確重疊，也就是穩定。以被測信號本身作為觸發源，是模擬示波器基本工作原理的表現。
為了增加觸發靈活性，以適應更為復雜的測量要求，實際的示波器中，都可以對觸發源進行靈活選擇。幾乎所有的模擬示波器都具有內觸發和外觸發選擇。所謂外觸發，是指觸發源來自示波器的外觸發端子，而內觸發則指觸發源來自被測信號、機內獲得了工頻電壓信號等。
當觸發源選擇開關置于外觸發時，示波器內部的觸發電路將從外觸發端子取信號和觸發電平比較，產生鋸齒波。用外觸發控制鋸齒波的產生，可以用于兩個信號的相位比較。
當觸發源選擇開關置于內觸發時，如果是單蹤顯示，則僅有本通道信號作為觸發源或者線電壓作為觸發源兩種選擇。而雙蹤顯示時，則可以任意選擇通道1、通道2、線電壓之中的一個作為觸發源。