Осцилографування дуже високих частот або дуже коротких імпульсів виходить не шляхом розширення смуги пропускання підсилювачів і електронно-променевих трубок, а за допомогою зовсім іншого принципу, що дає можливість досліджувати високочастотні процеси звичайним осцилографом. Побудований за цим принципом осцилограф називають стробоскопічним або осцилографом з зондувальними (стробирующих) імпульсами.
Такий осцилограф використовує звичайну електронно-променеву трубку. що характеризується відносно високою чутливістю, і дозволяє отримати еквівалентну смугу пропускання близько 1000 Мгц (і навіть вище) при фактичній смузі пропускання підсилювача вертикально відхиляє напруги в кілька кілогерц.
Принцип, що лежить в основі роботи такого осцилографа, подібний до принципу стробоскопічного спостереження періодично повторюваного механічного руху, наприклад обертального. Таке спостереження виробляють, висвітлюючи досліджуваний об'єкт дуже короткими періодично повторюваними спалахами світла. Якщо частота світлових спалахів дорівнює або в ціле число разів менше частоти механічного руху, то завжди буде висвітлюватися одне і те ж місце розташування об'єкта і останній буде представлятися нерухомим. Але якщо частота світлових спалахів буде трохи відрізнятися від частоти (або від зменшеної в ціле число раз частоти) механічного руху, то світлові імпульси будуть висвітлювати одне положення об'єкта за іншим, внаслідок чого швидко переміщається об'єкт буде представлятися повільно обертається і явище може бути вивчено в деталях .
Аналогічно цьому в разі стробоскопічного осцилографа швидко протікає процес (наприклад, коливання дуже високої частоти або періодично повторювані дуже короткі з крутими фронтами імпульси з малим коефіцієнтом заповнення) як би висвітлюється по точках за допомогою надзвичайно коротких імпульсів - так званих стробирующих (або зондирующих) імпульсів. Миттєві значення досліджуваного сигналу, що відповідають окремим стробирующий імпульс, переміщаються по екрану з набагато меншою швидкістю і відтворюють досліджуваний сигнал на екрані звичайного осцилографа у вигляді яскраво світиться послідовності точок, що утворюють осциллограмму.
Таким чином, на відміну від звичайного осцилографа робота стробоскопічного осцилографа характеризується тим, що за один період повторення досліджуваного сигналу на екрані змальовується безперервна крива сигналу, а тільки одне дискретне значення сигналу, а саме те, яке відповідає моменту дії стробирующего імпульсу. Тому за допомогою стробоскопічного осцилографа можна спостерігати тільки повторювані процеси; для спостереження одноразових процесів він непридатний.
Припустимо, що досліджуваний періодичний сигнал має вигляд дуже коротких імпульсів з крутими фронтами і з малим коефіцієнтом заповнення. Цей сигнал подається в ланцюг Y-пластин через перетворювач-вентиль (наприклад, напівпровідниковий діод), нормально замкнений для зазначеного сигналу. Роботою перетворювача управляють спеціальні імпульси, що генеруються в схемі генератора. Тривалість цих імпульсів, які називаються стробирующих (або зондувальними), вимірюється величинами порядку наносекунд; вона багато менше тривалості досліджуваного імпульсу. Під дією стробирующего імпульсу перетворювач відкривається, і до пластин У надходить напруга, відповідне миттєвому значенню досліджуваного сигналу в момент дії стробирующего імпульсу. Якщо період повторення стробирующих імпульсів буде дорівнює періоду досліджуваного сигналу (або в ціле число разів більше), то на Y-пластини буде надходити завжди одне і те ж миттєве значення досліджуваного сигналу.
Таким чином, при стробоскопическом Осцилографування дискретні значення досліджуваного сигналу виходять в результаті того, що досліджуваний сигнал модулює по амплітуді послідовність вузьких стробирующих імпульсів, частота яких відрізняється на незначну величину від частоти проходження досліджуваних сигналів (або від цієї частоти, зменшеною в до раз). При цьому на один період (або до періодів) досліджуваного сигналу має припадати тільки один стробірующій імпульс.
Стробоскопический осцилограф дає також можливість використовувати підсилювач вертикального відхилення з пропускною здатністю набагато вужчою, ніж та, яка потрібна при спостереженні досліджуваного сигналу за допомогою швидкісного осцилографа. Це пояснюється тим, що сусідні стробирующие імпульси, модульовані досліджуваним сигналом, розділені інтервалами часу, дуже значними в порівнянні з тривалістю стробирующих імпульсів. Ці інтервали майже повністю вільна, і, отже, є можливість підвищити яскравість осцилограми, подовживши, розтягнувши в часі модульовані стробирующие імпульси; це завдання вирішується за допомогою розширювача імпульсів, на вхід якого подаються промодулірованной стробирующие імпульси. На виході розширювача імпульсів будуть виходити прямокутні імпульси, амплітуди яких пропорційні амплітудам промодулірованних стробирующих імпульсів, а тривалість значно перевищує тривалість стробирующих імпульсів. При досить великому розширенні спектр розширених імпульсів виявиться у багато разів вже, ніж спектр промодулірованних стробирующих імпульсів. Наприклад, при тривалості стробирующего і розширеного імпульсів, відповідно рівних 1 нсек і 100 мксек, спектр розширеного імпульсу буде вже спектра стробирующего імпульсу в 10 ^ 5 разів і лежати, отже, в діапазоні декількох кілогерц. Частоти цього діапазону вільно пропускаються підсилювачем вертикального відхилення звичайного осцилографа.
Осцилограма виходитиме яскравою, так як при відтворенні окремого імпульсу пляма знаходиться в даній точці екрану протягом 100 штриховий кривої.