便携式振动分析仪是一种频率分布很广的信号，但振动信号的最高频率不是很高，大约为20 kHz左右，这里认为频率在20 kHz以内的信号为有效信号，信号预处理就是要得到该频段的振动信号。具体操作主要包括：通道选择、电荷—电压转换、放大、滤波和电平标准化。
便携式振动分析仪的输出都是电荷信号，由于电荷信号不能与其它的模拟或数字电路直接连接，所以要先对电荷信号进行转换，使它变为最常用的电压信号。振动信号变为电压信号后，信号可能会比较微弱，接下来要对电压信号进行一级放大提高信号的信噪比。然后对信号进行低通滤波，去掉高频信号而得到所需频段的信号，但由于电压信号的电平还不一定处于A／D转换芯片的输入范围内，所以需把信号电平转换到A／D转换芯片的输入范围。经过以上几步处理，振动信号可以输入A／D进行采样了。
便携式振动分析仪根据乃奎斯特采样定理，采样频率至少要大于信号最高频率的两倍，实际上信号预处理阶段对信号进行的低通滤波不可能具有理想的阶跃特性，它从通带到阻带存在一个过渡带，因而振动信号中肯定还包含有高于20 kHz的信号，所以在对信号进行采样时，高于最高有效频率的信号采样后会映射到0～20 kHz频率范围内，这样势必叠加在原有的频率分量上，形成叠加噪声。要解决这个问题通常有两种措施：设计一个过渡带很窄、阻带衰减比很大的低通滤波器，或者充分提高信号的采样频率。前者不仅增加了系统的复杂性，降低了系统的稳定性而且滤波器自身也会对数据引入干扰；后者会大大提高系统的数据量和计算量。综合考虑之下，采用提高采样频率的方法，采样频率提高到最高频率的5倍（即100 kHz）基本上保证不发生频率混叠同时计算量也可以接受。
便携式振动分析仪程序包括两个部分：一个是实现CPLD功能的VHDL程序，另一个是DSP的控制程序。VHDL程序要把输入与输出信号之间的逻辑关系用语言的方式实现，这里由于CPLD完成的任务比较多，具体实现时，先按功能分成几个模块，这样既便于设计又容易仿真及测试。每个模块在硬件上都得到验证后，把 每个小模块作为主程序的一个组件并实例化，软件仿真通过后即可载入到芯片完成它的功能。DSP的控制程序主要包括FFT运算、频谱分析、LCD显示和键盘控制等几个部分，其中键盘控制是用中断的方式实现。主程序的流程如图3—5所示。
便携式振动分析仪系统的工作过程：当系统已进入工作状态并启动了A／D后，外部多路或单路振动信号经信号预处理输入到AD9221，完成模数转换。A／D转换得到一定数量的数据时采样完成，DSP停止A／D采样并把暂存于SRAM的数据读入到它自身的DARAM中去进行FFT运算，读完后又重新开启A／D采样。FFT运算完后，把新得到的频谱特性与预设的频谱特性进行比较并作出诊断，接着刷新LCD上的频谱分布及诊断结果，之后又重新等待A／D的采样完成。在这过程中，如果有按键输入，程序马上跳到按键中断子程序，首先对按键做去抖动操作，确实有按键按下，得到按键值并跳转到相应的子程序进行按键处理。
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