Все (ноут, осциллограф) от аккумулятров, конечно, питается. А осциллограф вообще карманный.
Хорошо, значит паразитные токи в петле по заземлению исключаем.
Источник помех - почти наверняка источник питания этого оборудования.
Так быть не должно. Но может быть, например, если там какой-нибудь электролит высох.
Итак, вижу следующие варианты:
1. Наводки на кабели. Скорее всего индуктивные (через магнитное поле от быстроменяющихся сильных токов).
а) Либо внешние.
б) Либо внутри черного ящика. Этот вариант может быть в таких случаях:
б1) устройство не предназначено для перепрошивки в "рабочем" режиме, когда в нём есть большие импульсные токи.
б2) в устройстве возникла проблема: условно, высох электролит.
2. Наводки по питанию внутри устройства. Опять же, условно, высох электролит.
Уровень наводок, который Вы видите на осциллографе недостаточен для возникновения проблем. Но совсем не факт, что на входе приемника внутри устройства он такой же - см. задачку.
Что можно сделать, без разбора устройства - как-то попытаться побороться с наводками на внешние кабели. Вплоть до исключения этого варианта.
Поэтому
1. Внимание на эти два метра.
а) Там как и что свито? Rx и Tx между собой, а GND рядом идёт?
б) Как вообще организованы эти три провода, когда к ним не подключен ноут? Просто в воздухе болтаются? Сильно не похоже на промышленное устройство

в) эти три провода не в экране?
2. Что между MAX3232 и PL2303TA?
Они в едином устройстве? Или между ними тоже есть кабель, хоть какой-нибудь длины?
3. Вариант с внешними наводками на внутренности черного ящика.
Вопрос: ящик металлический (можно считать экранированным) или нет?
UPD:
4. И ещё вариант. Помеха, которую Вы наблюдаете, не является причиной сбоев. Однако, у помехи и сбоев - одна причина. Например, Вы видите небольшую помеху в кабеле, а внутри устройства какой-то ужос происходит, например, микропроцессор в перезагрузку уходит. Поэтому хорошо бы понять, что же такое включается, что даёт такую помеху в кабеле.