Oscyloskop składa się z 3 części: działa elektronowego, układu odchylającego i ekranu fluorescencyjnego.
(1) Wyrzutnia elektronowa
Wyrzutnia elektronowa służy do generowania i formowania szybkiego przepływu elektronów o wielu wiązkach, w celu bombardowania ekranu fluorescencyjnego w celu wyemitowania przez niego światła. Składa się głównie z żarnika F, katody K, bieguna sterującego G, pierwszej anody A1, drugiej anody A2. Oprócz żarnika konstrukcję pozostałych elektrod stanowią metalowe cylindry, a ich osie utrzymane są na tej samej osi. Po podgrzaniu katody może ona emitować elektrony wzdłuż osi; biegun sterujący ma potencjał ujemny w stosunku do katody, a zmiana potencjału może zmienić liczbę elektronów przechodzących przez małe otwory bieguna sterującego, to znaczy kontrolować jasność plamki świetlnej na ekranie fluorescencyjnym. W celu poprawy jasności punktu świetlnego na ekranie, bez zmniejszania czułości odchylenia wiązki elektronów, w nowoczesnym oscyloskopie, pomiędzy układem odchylającym a ekranem fluorescencyjnym, dodawana jest także tylna elektroda przyspieszająca A3.
Do pierwszej anody względem katody przykładane jest dodatnie napięcie około kilkuset woltów. Do drugiej anody przykładane jest wyższe napięcie dodatnie niż napięcie pierwszej anody. Wiązka elektronów przechodząca przez mały otwór w biegunie sterującym jest przyspieszana pod działaniem wysokich potencjałów pierwszej i drugiej anody i przemieszcza się z dużą prędkością w kierunku ekranu fluorescencyjnego. Ze względu na ładunek odpychania tej samej płci wiązka elektronów będzie się stopniowo rozprzestrzeniać. Poprzez efekt ogniskowania pola elektrycznego pomiędzy pierwszą anodą a drugą anodą, elektrony są grupowane i zbiegają się w jednym punkcie. Odpowiednia kontrola wielkości różnicy potencjałów pomiędzy pierwszą anodą a drugą anodą, pozwala sprawić, że ostrość po prostu spadnie na ekran fluorescencyjny, pokazujący jasną małą kropkę. Zmiana różnicy potencjałów między pierwszą anodą a drugą anodą może odegrać rolę w regulacji skupienia punktu świetlnego, co jest zasadą regulacji „ogniska” i „ogniska pomocniczego” oscyloskopu. Trzecia anoda to stożek oscyloskopu pokryty warstwą utworzonego grafitu, zwykle pod wysokim napięciem. Pełni ona trzy role: ① poprzez układ odchylania po dalszym przyspieszaniu elektronów, tak aby elektrony miały wystarczającą energię do zbombardowania ekranu w celu uzyskania wystarczającej jasności; ② warstwa grafitu pokryta stożkiem może pełnić rolę ekranującą; ③ bombardowanie ekranu wiązką elektronów spowoduje wytworzenie elektronów wtórnych, przy wysokim potencjale A3 mogą te elektrony zaabsorbować. absorbować te elektrony.
(2) system odchylania
Układ odchylania oscyloskopu to głównie odchylenie elektrostatyczne, które składa się z dwóch par wzajemnie prostopadłych równoległych płytek metalowych, odpowiednio zwanych poziomą płytką odchylającą i pionową płytą odchylającą. Odpowiednio kontrolują ruch wiązki elektronów w kierunku poziomym i pionowym. Kiedy elektrony przemieszczają się pomiędzy płytami odchylającymi, jeśli do płytek odchylających nie jest przyłożone napięcie i nie ma pola elektrycznego pomiędzy płytami, elektrony, które po opuszczeniu drugiej anody wejdą do układu odchylającego, będą przemieszczać się w kierunku osiowym i strzelać do środka ekran. Jeżeli na płycie odchylającej występuje napięcie, pomiędzy płytami odchylającymi występuje pole elektryczne, a elektrony wchodzące do układu odchylającego zostaną wystrzelone w określone położenie ekranu fluorescencyjnego pod wpływem odchylającego pola elektrycznego.
Jeżeli dwie płytki odchylające są do siebie równoległe, a różnica ich potencjałów jest równa zeru, to wiązka elektronów przechodząca przez przestrzeń płytek odchylających z prędkością υ będzie poruszać się w kierunku pierwotnym (ustawionym zgodnie z kierunkiem osi) i uderzył w początek współrzędnych ekranu fluorescencyjnego. Jeżeli między dwiema płytami odchylającymi występuje stała różnica potencjałów, wówczas płyta odchylająca pomiędzy powstawaniem pola elektrycznego, polem elektrycznym i kierunkiem ruchu elektronów prostopadłym do kierunku ruchu, więc elektrony będą odchylane w kierunku płyta deflektora o większym potencjale. Zatem w przestrzeni pomiędzy dwiema płytami odchylającymi elektrony poruszają się w tym punkcie stycznie wzdłuż paraboli. Ostatecznie elektron ląduje w punkcie A na ekranie fosforowym, który znajduje się w pewnej odległości od początku ekranu (0), a odległość ta nazywana jest odchyleniem i oznaczana przez y. Odchylenie y jest proporcjonalne do napięcia Vy przyłożonego do płyty odchylającej. Podobnie, gdy do płytki odchylającej poziomej zostanie dodane napięcie stałe, następuje podobna sytuacja, z tą różnicą, że punkt świetlny odchyla się w kierunku poziomym.
(3) Ekran fluorescencyjny
Ekran fluorescencyjny znajduje się na końcu oscyloskopu, a jego funkcją jest wyświetlanie odbitej wiązki elektronów w celu obserwacji. Wewnętrzna ściana ekranu fluorescencyjnego oscyloskopu jest pokryta warstwą materiału luminescencyjnego, dzięki czemu miejsca na ekranie, na które uderzają elektrony o dużej prędkości, wykazują fluorescencję. Jasność plamki zależy od liczby i gęstości wiązki elektronów oraz jej prędkości. Zmień napięcie bieguna sterującego, zmieni się liczba elektronów w wiązce elektronów, zmieni się także jasność plamki świetlnej. Podczas korzystania z oscyloskopów nie zaleca się umieszczania bardzo jasnego punktu świetlnego na ekranie fluorescencyjnym oscyloskopu w jednej pozycji, w przeciwnym razie punkt materiału fluorescencyjnego zostanie spalony w wyniku długotrwałego oddziaływania elektronów, tracąc w ten sposób zdolność emitowania światła.
Ekran fluorescencyjny pokryty różnymi substancjami fluorescencyjnymi, wpływ elektronów będzie miał inny kolor i inny czas poświaty, zwykle do obserwacji ogólnych przebiegów sygnału przy zielonym świetle. Jest to oscyloskop poświatowy, do obserwacji nieokresowych i sygnały o niskiej częstotliwości z pomarańczowo-żółtym światłem, to oscyloskop z długą poświatą; do oscyloskopu fotograficznego, powszechnie stosowanego w krótkim oscyloskopie poświatowym z niebieskim włosiem.
