Buenas Gerardo, dado que buscás algo casero y barato, asumo que tenés capacidad excitar a tu sistema con un canal analógico o digital:
1- te sugiero excitar con una secuencia aleatoria, tenés generadores aleatorios en NumPy, y deberías resguardar un espacio del mismo tamaño de tu salida.
2- registrá toda la salida que fueras capaz de guardar en RAM con tu sistema digital, y bajala a tu PC.
3- analizá la salida de tu sistema con algún método de estimación espectral, welch o el Blackman-Tukey está bueno para arrancar. Posiblemente esto sea más correcto (desde el punto de vista de la estimación espectral) que lo que pueda hacer cualquier osciloscopio de bajo costo.
Todo esto lo podés automatizar, y estaría limitado a probar solo tu procesamiento digital, si tuvieras problemas en el forntend A/D te lo estarías perdiendo.
Tendrías que valorar con tu criterio si te sirve para tu aplicación.
Buena suerte,
M.