Потенциалоскоп — это электронно-лучевой прибор, обладающий способностью сохранять записанные на его мишени электрические сигналы в течение определенного времени и выдавать накопленную информацию в форме изображения на экран. Он предназначен для записи и многократного воспроизведения сигналов (с целью их сравнения), радиолокационного выделения (селекции) движущихся объектов и преобразования радиолокационных сигналов на экране монитора (телевизора).
В зависимости от типа выходного сигнала различают запоминающие потенциалоскопы с видимым изображением и запоминающие потенциалоскопы со съемом электрического сигнала. Первые из них с видимым изображением делятся по характеру изображения на полутоновые и бистабильные (создающие изображение без полутонов).
В полутоновом запоминающем потенциалоскопе сфокусирован электронный пучок, создаваемый записывающим электронным прожектором, который модулируется по интенсивности входным электрическим сигналом. При сканировании мишени, представляющей собой металлическую сетку, покрытую слоем диэлектрика, промодулированный пучок производит на поверхности диэлектрика запись сигналов в виде потенциального рельефа.
Воспроизводящий потенциалоскоп создает электронный прожектор, который непрерывно действует по всей поверхности мишени. Электроны этого пучка, пролетевшие сквозь сетку мишени, попадая на люминесцентный экран, создают на нем светящееся изображение, соответствующее записанному рельефу в виде потенциалов излучения. Поскольку потенциал диэлектрика отрицателен относительно катода воспроизводящего прожектора, то электроны воспроизводящего пучка не попадают на диэлектрик и не разрушают потенциального рельефа. Однократно записанное изображение воспроизводится на экране в течение нескольких минут, пока потенциальный рельеф не разрушится ионами, возникающими в результате ионизации остаточных газов воспроизводящим пучком.
Стирание изображения осуществляется подачей на мишень положительного импульса. При этом электроны воспроизводящего пучка попадают на диэлектрик и нейтрализуют значения записанного потенциального рельефа.