Электронно-лучевыми трубками (ЭЛТ) называют ЭВП, в которых используется явление свечения некоторых материалов при бомбардировке их направленным пучком электронов.
В зависимости от назначения ЭЛТ подразделяют на приемные, передающие, запоминающие. Приемные трубки подразделяются на осциллографические, индикаторные и кинескопы.
В зависимости от способа фокусировки и отклонения электронного луча различают три типа электроннолучевых трубок:

- с электростатическим управлением, в них для фокусировки и отклонения луча используется электрическое поле;
- с электромагнитным управлением, в них для фокусировки и отклонения луча используется магнитное поле;
- со смешанным управлением, в них фокусировка осуществляется электрическим полем, а отклонение луча - магнитным.

Электроннолучевые трубки, предназначенные для графического воспроизведения электрического сигнала, называют осциллографическими; на их основе построены измерительные приборы, называемые осциллографами. Рассмотрим устройство осциллографической ЭЛТ. Она представляет собой стеклянную колбу вытянутой формы, с расширением к торцу (рис.3.1, а). В колбе (баллоне) помещены: электронный прожектор, отклоняющая система и экран.
Электронный прожектор создает поток электронов, ускоряет их и фокусирует в узкий луч, направленный вдоль оси трубки в центр экрана. Отклоняющая система предназначена для отклонения электронного луча по экрану в двух взаимно перпендикулярных направлениях - вертикальном и горизонтальном.
Экран служит для получения на нем светящегося изображения.

Рассмотрим более подробно устройство электроннолучевой трубки с электростатическим управлением (рис.3.1, б).
Электронный прожектор состоит из катода(1), управляющего электрода(2) и двух анодов(3), ускоряющих электроны и фокусирующих траектории их полета в точке F, совмещенной с плоскостью экрана. Осциллографическая ЭЛТ может иметь и большее количество анодов.
Катод (1) имеет форму цилиндра, торец которого снаружи покрыт оксидным слоем; внутри цилиндра расположен подогреватель для накала катода и получения термоэлектронной эмиссии.
Управляющий электрод(2), называемый модулятором, имеет форму цилиндра с отверстием в торце. На него подается отрицательное относительно катода напряжение, которое создает потенциальный барьер для вылетающих из катода электронов. Это напряжение составляет порядка нескольких десятков вольт.
Аноды (3) представляют собой полые цилиндры с диафрагмами внутри. Диафрагмы предназначены для улавливания электронов, вылетающих из катода под большими углами относительно оси трубки.
Электроны, эмитируемые катодом, движутся под действием ускоряющего поля первого анода сквозь отверстие в торце управляющего электрода. Количество электронов в луче, проходящем через это отверстие, зависит от значения потенциального барьера управляющего электрода: чем оно больше, тем меньше количество электронов в луче, а следовательно, и яркость свечения экрана.
Отклоняющая система (4) состоит из двух пар взаимно перпендикулярно расположенных пластин и предназначена для управления электронным лучом в двух плоскостях.
Аквадаг (5) или третий анод представляет собой тонкую токопроводящую пленку, нанесенную на внутреннюю поверхность трубки. На него подается напряжение порядка 10…18 кВ. Совместно с другими электродами аквадаг создает электрическое поле, ускоряющее полет электронов, а также улавливает вторичные электроны, выбиваемые из экрана.
Экран трубки (6) - это слой люминофора на внутренней поверхности колбы, светящийся под действием электронного луча. Яркость и длительность свечения экрана, а также цвет свечения зависят от состава люминофора, от скорости и количества электронов в луче. Чем больше скорость электронов и чем больше их падает на экран, тем ярче световое пятно.
Для визуального наблюдения кривых исследуемого сигнала в осциллографических трубках в качестве люминофора применяют сульфида цинка, дающий желто-зеленое свечение, поскольку глаз человека наиболее чувствителен к излучению в этой области спектра.

Принцип фокусировки электронного луча (рис.3.2). Предварительная фокусировка луча осуществляется электрическим полем, создаваемым управляющим электродом (УЭ) и первым анодом (А1). Основное фокусирующее воздействие осуществляется полем, создаваемым анодами А1 и А2.

Аноды имеют неодинаковые диаметры и разные положительные потенциалы: первый 300…1000 В, второй 1000… 5000 В и более. Электрическое поле, создаваемое напряжением между анодами А1 и А2, является неоднородным и образует так называемую иммерсионную (электронную) линзу (рис.3.2, б).
В каждой точке этого поля, представленного криволинейными силовыми линиями, на электрон действует сила F, направленная по касательной к силовой линии. Под действием этих сил изменяется направление движения электронов. Рассмотрим подробнее действие электронной линзы на траекторию движения электрона, летящего в ускоряющем поле в направлении к экрану (рис. 3.2, в). Траектория движения электрона изображена толстой линией, а силовая линия электрического поля между анодами А1 и А2 - тонкой пунктирной. В точке В на электрон действует сила F1, которую можно разложить на две составляющие: горизонтальную Fгор и вертикальную F1вер. Первая ускоряет движение электрона вдоль оси трубки, вторая отклоняет его к оси. Аналогично в точке С сила F2 имеет горизонтальную составляющую F2гор, ускоряющую движение электрона, и вертикальную – F2вер, отклоняющую его от оси, но в меньшей степени, так как скорость электрона в точке С выше и изгиб силовых линий меньше. В результате траектория данного электрона и всех электронов в луче пересечется с осью трубки в точке F экрана, называемой фокусом.
При изменении напряжения на первом аноде, изменяется изгиб силовых линий поля и, следовательно, точка фокуса будет перемещаться по оси трубки. Необходимо изменять это напряжение таким образом, чтобы луч фокусировался в плоскости экрана и давал на нем четкое светящееся пятно, диаметр которого для осциллографических трубок обычно равен 0,5 - 1 мм. Напряжение на втором аноде остается постоянным.
Принцип отклонения луча в ЭЛТ. Отклоняющая система состоит из двух пар пластин. Первая пара плоскопараллельных пластин установлена по пути движения электронов луча горизонтально и служит для отклонения луча в вертикальном направлении. Эти пластины при подаче на них напряжения создают электрическое поле, сила которого действует на электроны вертикально, и называются вертикально отклоняющими пластинами (по оси У). Вторая пара параллельных пластин расположена перпендикулярно первой и служит для отклонения электронного луча в горизонтальном направлении. Это горизонтально отклоняющие пластины (по оси X).

Действие отклоняющих пластин на электронный луч иллюстрирует рис. 3.3.
Наличие двух взаимно перпендикулярных пар отклоняющих пластин позволяет получить на экране электроннолучевой трубки график исследуемого процесса в прямоугольной системе координат, т. е. графическую зависимость одной величины от другой. Рассмотрим в качестве примера получение наиболее распространенных графиков зависимости напряжения сигнала от времени, т. е. временных диаграмм.
Положение светового пятна на экране в любой момент времени зависит от мгновенных значений обоих отклоняющих напряжений, а форма светящейся линии, которую чертит луч при своем движении, - от характера изменения этих напряжений. Если исследуемое изменяющееся напряжение подвести к вертикально отклоняющим пластинам У, то на экране получится вертикальная линия. Для получения формы кривой исследуемого напряжения необходимо, чтобы луч одновременно смещался по горизонтали прямо пропорционально времени. Этот процесс называют разверткой электронного луча. Осью времени в этом случае служит линия развертки, которую прочерчивает луч под действием напряжения развертки Up между горизонтально отклоняющими пластинами X.
Для наблюдения электрических процессов, изменяющихся во времени, применяют линейную развертку, дающую перемещение луча по экрану с постоянной скоростью. Для этого напряжение развертки должно равномерно возрастать, пока луч движется в пределах экрана, и очень быстро спадать до нуля, чтобы вернуть луч к началу координат. А затем снова линейно возрастать и быстро спадать и т. д. При этом луч каждый раз прочерчивает исследуемую кривую на одном и том же месте и возвращается к началу координат. Форму напряжения развертки, которое периодически линейно нарастает до максимального значения и быстро спадает до нуля, называют пилообразной (рис.3.3, б). Амплитуда напряжения развертки Up определяет величину отклонения луча по горизонтали, т. е. длину линии развертки.
Если исследуемое напряжение сигнала Uc, например синусоидальное (рис. 3.3, в), подать на пластины У, то амплитуда отклонения луча по вертикали будет прямо пропорциональна амплитуде напряжения сигнала. При одновременном действии напряжений сигнала на пластинах У и развертки на пластинах X луч прочерчивает на экране развернутую временную диаграмму исследуемого напряжения, т. е. синусоиду( рис. 3.3, а).