雙蹤（或多蹤）示波是在單線(xiàn)示波器的基礎上，增設一個(gè)專(zhuān)用電子開(kāi)關(guān)，用它來(lái)實(shí)現兩種（或多種）波形的分別顯示。由于實(shí)現雙蹤（或多蹤）示波比實(shí)現雙線(xiàn)（或多線(xiàn)）示波來(lái)得簡(jiǎn)單，不需要使用結構復雜、價(jià)格昂貴的“雙腔"或“多腔"示波管，所以雙蹤（或多蹤）示波獲得了普遍的應用。
（1）雙蹤示波的顯示原理
圖5-8（a）是雙蹤示波法基本原理的示意圖。圖中，電子開(kāi)關(guān)K的作用是使加在示波管垂直偏轉板上的兩種信號電壓作周期性轉換。例如，在0～1這段時(shí)間里，電子開(kāi)關(guān)K與信號通道A接通，這時(shí)在熒光屏上顯示出信號UA的一段波形；在1～2這段時(shí)間里，電子開(kāi)關(guān)K與信號通道B接通，這時(shí)在熒光屏上顯現出信號UB的一段波形；在2～3這段時(shí)間里，熒光屏上再一次顯示出信號UA的一段波形；在3～4這段時(shí)間里，熒光屏上將再一次顯示出UB的一段波形……。這樣，兩個(gè)信號在熒光屏上雖然是交替顯示的，但由于人眼的視覺(jué)暫留現象和熒光屏的余輝（高速電子在停止沖擊熒光屏后，熒光屏上受沖擊處仍保留一段發(fā)光時(shí)間）現象，就可在熒光屏上同時(shí)看到兩個(gè)被測信號波形（圖5-8（b）所示）。
圖5-8 雙蹤示波器基本原理
為了保持熒光屏顯示出來(lái)的兩種信號波形穩定，則要求被測信號頻率、掃描信號頻率與電子開(kāi)關(guān)的轉換頻率三者之間必須滿(mǎn)足一定的關(guān)系。
首先，兩個(gè)被測信號頻率與掃描信號頻率之間應該是成整數比的關(guān)系，也就是要求“同步"。這一點(diǎn)與單線(xiàn)示波器的原理是相同的，只是現在的被測信號是兩個(gè)，而掃描電壓是一個(gè)。在實(shí)際應用中，需要觀(guān)察和比較的兩個(gè)信號常常是互相有內在聯(lián)系的，所以上述的同步要求一般是容易滿(mǎn)足的。
為了使熒光屏上顯示的兩個(gè)被測信號波形都穩定，除滿(mǎn)足上述要求外，還必須合理地選擇電子開(kāi)關(guān)的轉換頻率，使得在示波器上所顯示的波形個(gè)數合適，以便于觀(guān)察。下面談?wù)勲娮娱_(kāi)關(guān)的工作方式問(wèn)題，這個(gè)問(wèn)題與電子開(kāi)關(guān)的轉換頻率有關(guān)。
電子開(kāi)關(guān)的工作方式有“交替"轉換和“斷續"轉換兩種。
圖5-9是電子開(kāi)關(guān)“交替"轉換工作方式的波形示意圖。在0～1時(shí)間內，電子開(kāi)關(guān)與通道A接通，加在X軸上的掃描信號開(kāi)始進(jìn)行第一個(gè)正程掃描，此時(shí)熒光屏上將顯現出信號UA的波形；在完成UA波形顯示后，掃描電壓迅速回掃；在1～2時(shí)間內，電子開(kāi)關(guān)K與通道B接通，X軸上的掃描信號開(kāi)始進(jìn)行第二個(gè)正程掃描，熒光屏上將顯示出信號UB的波形；在2～3時(shí)間內，熒光屏上再一次顯示出信號UA的波形；在3～4時(shí)間內，熒光屏上再一次顯示出信號UB的波形……。由此可見(jiàn)，被測信號UA、UB的波形是依次、交替地出現在熒光屏上的，熒光屏上顯示的波形如圖5-9（b）所示。顯然，此時(shí)電子開(kāi)關(guān)的轉換與X軸的掃描始終保持著(zhù)一致的步調，即電子開(kāi)關(guān)的轉換頻率等于X軸掃描信號的頻率。圖5-9（b）中的虛線(xiàn)實(shí)際上是看不見(jiàn)的。
圖5-10 采用“斷續"轉換
圖5-9 采用“交替"轉換方式的波形示意圖方式的波形示意圖
采用交替轉換工作方式的顯示的波形與雙線(xiàn)示波法所顯示的波形非常相似，它們都沒(méi)有間斷點(diǎn)。但由于被測信號UA、UB的波形是依次交替地出現在熒光屏上的，所以，如果交替的間隙時(shí)間超過(guò)了人眼的視覺(jué)暫留時(shí)間和熒光屏的余輝時(shí)間，則人們所看到的熒光屏上的波形就會(huì )有閃爍現象。為了避免這種情況的出現，就要求電子開(kāi)關(guān)有足夠高的轉換頻率。這就是說(shuō)當被測信號的頻率較低時(shí)，不宜采用交替轉換工作方式，而應采用斷續轉換工作方式。
當電子開(kāi)關(guān)用斷續轉換工作方式時(shí)，在X軸掃描的每一個(gè)過(guò)程中，電子開(kāi)關(guān)都以足夠高的轉換頻率，分別對所顯示的每個(gè)被測信號進(jìn)行多次取樣。這樣，即使被測信號頻率較低，也可避免出現波形的閃爍現象。同時(shí)，由于在一次掃描的過(guò)程中，光點(diǎn)在兩個(gè)圖形上交換的次數極多，所以圖形上的細小斷裂痕跡不顯著(zhù)，并不妨礙對波形細節的觀(guān)察。圖5-10是電于開(kāi)關(guān)采用斷續轉換方式時(shí)的波形示意圖。實(shí)際上，由于開(kāi)關(guān)的轉換頻率選得遠大于X軸掃描頻率，所以熒光屏上顯示的圖形不會(huì )是圖5-10所示的斷續圖形，而是連續的圖形。圖中垂直方向的細虛線(xiàn)表示了電子開(kāi)關(guān)的轉換過(guò)程。因在轉換過(guò)程中示波器電路的設置使電子束截止，所以圖中所示的垂直細虛線(xiàn)實(shí)際上也是不可見(jiàn)的。
在了解上述用電子開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現雙蹤示波的原理后，就不難聯(lián)想到用環(huán)形計數器來(lái)實(shí)現多蹤示波的原理。由于兩者的顯示原理相似，這里就不再贅述。
（2）雙蹤示波器的基本組成
圖5-11是雙蹤示波器的原理功能方框圖。由圖可見(jiàn)，它主要是由兩個(gè)通道的Y軸前置放大電路、門(mén)控電路、電子開(kāi)關(guān)、混合電路、延遲電路、Y軸后置放大電路、觸發(fā)電路、掃描電路、X軸放大電路、Z軸放大電路、校準信號電路、示波管和高低壓電源供給電路等組成。
觀(guān)察信號波形時(shí)，被測信號uA，uB通過(guò)YA，YB兩個(gè)輸入端輸入示波器，先分別送到Y軸前置放大電路YA和YB進(jìn)行放大。因通道YA和通道YB都受電子開(kāi)關(guān)的控制，所以uA，uB兩信號輪換著(zhù)輸送到后面的混合電路，加到示波管的垂直偏轉板上。
為了適應各種不同的測試需要，電子開(kāi)關(guān)可有五種不同的工作狀態(tài)，即交替、YA、YB、YA+YB、斷續等。這5種工作狀態(tài)由顯示方式開(kāi)關(guān)來(lái)控制。
當顯示方式開(kāi)關(guān)置于交替位置時(shí)，電子開(kāi)關(guān)為一雙穩態(tài)電路。它受由掃描電路來(lái)的閘門(mén)信號控制，使得Y軸兩個(gè)前置通道隨著(zhù)掃描電路門(mén)信號的變化而交替地工作。每秒鐘交替轉換次數與由掃描電路產(chǎn)生的掃描信號的重復頻率有關(guān)。交替工作狀態(tài)適用于觀(guān)察頻率不太低的被測信號。
圖5-11 雙蹤示波器的原理功能方框圖
當顯示方式開(kāi)關(guān)置于YA或YB位置時(shí)，電子開(kāi)關(guān)為一單穩態(tài)電路。前置放大電路YA或YB可單獨工作，此時(shí)，雙蹤示波器可作為普通單線(xiàn)示波器使用。
當顯示方式開(kāi)關(guān)置于YA+YB位置時(shí)，電子開(kāi)關(guān)處于不工作狀態(tài)。此時(shí)，YA、YB兩通道同時(shí)工作，因而可得到兩信號相加或兩信號相減的顯示。然而，兩信號究竟是相加還是相減，這要通過(guò)YA通道的極性作用開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。這個(gè)開(kāi)關(guān)有兩個(gè)位置，在第一個(gè)位置時(shí)，熒光屏上的圖形為兩信號之和；在第二個(gè)位置（-YA）時(shí)，熒光屏上的圖形為兩信號之差。
為了觀(guān)察被測信號隨時(shí)間變化的波形，示波管的水平偏轉板上必須加以線(xiàn)性?huà)呙桦妷海ㄤ忼X波電壓）。這個(gè)掃描電壓是由掃描電路產(chǎn)生的。當觸發(fā)信號加到觸發(fā)電路時(shí)，觸發(fā)了掃描電路，掃描電路就產(chǎn)生相應的掃描信號；當不加觸發(fā)信號時(shí)，掃描電路就不產(chǎn)生掃描信號。
觸發(fā)有內觸發(fā)、外觸發(fā)兩種，由觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)來(lái)選擇。當該開(kāi)關(guān)置于內的位置時(shí)，觸發(fā)信號來(lái)自經(jīng)Y軸通道送入的被測信號。當該開(kāi)關(guān)置于外的位置時(shí)，觸發(fā)信號是由外部送入的。這個(gè)信號應與被測信號的頻率成整數比的關(guān)系。示波器在使用中，多數采用內觸發(fā)工作方式。
所謂內觸發(fā)也分為兩種情況，并由內觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)控制。當開(kāi)關(guān)置于常態(tài)的位置時(shí)，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號來(lái)自YA，YB通道。此時(shí)，兩個(gè)通道即可同時(shí)穩定地顯示出各自的被測信號。當用雙蹤顯示來(lái)作時(shí)間比較分析時(shí)，就應該將內觸發(fā)選擇開(kāi)關(guān)置于YB的位置。在這個(gè)位置時(shí)，觸發(fā)電路的觸發(fā)信號只取自YB通道的輸入信號。此時(shí)只有當uA，uB的頻率成整數比時(shí)，熒光屏上才能同時(shí)穩定地顯示兩個(gè)波形。
掃描電路產(chǎn)生的掃描信號（鋸齒波信號），通過(guò)X軸選擇開(kāi)關(guān)接到X軸放大電路，經(jīng)放大后送到示波管的X軸偏轉板。這就是通常在觀(guān)察信號隨時(shí)間變化的波形時(shí)，開(kāi)關(guān)選掃描檔的情況。除上述情況外，用示波器進(jìn)行其它測試（比如觀(guān)察李沙育圖形）時(shí)，開(kāi)關(guān)置X外接檔，此時(shí)可將X軸輸入端輸入的信號，加到X軸放大電路進(jìn)行放大，隨后再送至X軸偏轉板。
Z軸放大電路對熒光屏上光點(diǎn)輝度起著(zhù)調節的作用，抹去不必要顯示的光點(diǎn)軌跡。當掃描電路閘門(mén)信號來(lái)到Z軸放大電路，Z軸放大電路便輸出正向的增輝脈沖信號，加至示波管的控制極。這就是說(shuō)，在掃描信號的過(guò)程中，熒光屏上的光點(diǎn)得以增輝；在電子開(kāi)關(guān)的轉換過(guò)程中，電子開(kāi)關(guān)電路將輸出脈沖信號也加至Z軸放大電路，此時(shí)Z軸放大電路便輸出負向脈沖信號，加至示波管的控制極。這樣，就消去了兩個(gè)通道交替工作時(shí)的過(guò)渡光點(diǎn)，以提高顯示波形的清晰度。
校正信號電路產(chǎn)生一個(gè)一定頻率、一定幅度的矩形信號（如國產(chǎn)SR-8型兩蹤示波器的校正信號是頻率為lkHz、幅度為1V）。它是作校正Y軸放大電路的靈敏度和X軸的掃描速度之用的。
高、低壓電源供給電路中的低壓是供給示波器各級所需的低壓電源的，高壓是供給示波管顯示系統電源的。
點(diǎn)擊交流