在科学研究和工业生产领域常会用到数据采集与处理系统，本文就是以离心机的动平衡测量为背景，针对传统的离散傅立叶方法在周期信号检测上的局限性，讨论了传统方法的不足，并给出了一种加窗函数改进方案，设计研究了一种基于USB接口的数据采集系统。直接离散傅立叶变换在非同步采样时出现频谱泄漏现象，在高精度测量领域，即使采用锁相跟踪技术也难以实现严格的同步，本文分析了频谱泄漏的本质，通过加窗函数和插值改善频谱泄漏和栏栅效应，详细推导了加窗函数插值的计算过程，并给出了加布莱克曼窗的具体插值公式，并通过仿真验证该方法的有效性。传统的数据采集传输模式由于传输速度和安装麻烦等问题严重限制和制约着数据采集系统的发展。USB技术很好地解决了上述问题，以其支持热插拔和即插即用，易于扩展，占用系统资源少的特点迅速得到广泛的应用。本文的数据采集系统采用的即是USB接口方案。文中涉及了USB设备开发的各个方面，包括USB硬件接口的设计，系统固件程序的设计及基于WDM模型的USB驱动程序设计。最后我们对数据采集系统的软硬件进行了调试，探讨了调试方法，详细说明USB设备的枚举过程，着重分析了A/D的控制信号，研究了插值算法的实时性和统计性能，并通过对实际测量数据的分析验证了加窗插值算法的有效性和可行性。