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O uso clássico de um osciloscópio é diagnosticar uma peça defeituosa em um [[equipamento eletrônico]]. Em um [[rádio (comunicação)|rádio]], por exemplo, se olha no [[esquema elétrico]] do aparelho e se localizam as conexões entre os estágios (como [[mixer eletrônico]], [[Oscilador eletrônico|osciladores eletrônicos]], [[amplificador]]es).
 
Então o [[terra (eletricidade)|terra]] do osciloscópio é ligado ao terra do [[circuito]], e a ponta de prova é colocada na conexão entre dois estágios no meomeio do circuito.
 
Quando o sinal esperado está ausente, se sabe que algum estágio precedente do circuito está defeituoso. Como a maioria das falhas ocorre por causa de um único componente defeituoso, cada medida pode provar que metade do estágio de uma peça complexa está funcionando corretamente, ou seja, que não é a causa do defeito.
Uma vez que o estágio defeituoso é encontrado, testes mais específicos deste estágio podem geralmente mostrar a um profissional experiente qual componente está com defeito. Uma vez que este componente é substituído, a unidade pode voltar à operação, ou ao menos o próximo defeito pode ser procurado.
 
Outro uso possível é a checagem de um circuito novo. MutoMuito frequentemente circuitos novos se comportam abaixo do esperado devido aos níveis de tensão errados, [[ruído]] elétrico ou erros no projeto. Os circuitos digitais geralmente operam a partir de um [[oscilador]] (''clock''), então um osciloscópio de traço duplo (''dual-trace'') é necessário para verificar circuitos digitais. Osciloscópios com "armazenamento" são muitos úteis para "capturar" efeitos eletrônicos raros que podem levar a uma operação defeituosa.
 
Outro uso é para engenheiros de software que programam circuitos eletrônicos. Muitas vezes o osciloscópio é a única maneira de ver se o software está rodando corretamente. Para essa aplicação existe, no entanto, um equipamento mais apropriado, o [[analisador lógico]], uma espécie de osciloscópio digital que permite a leitura de dezenas de canais simultaneamente.
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