利用差分振子相图的变化实现机电设备早期故障微弱特征的提取。若差分振子相图收敛于极环,则信号中含有待检测频率。若差分振子相图收敛于极点,则信号中不含有待检测频率。讨论了差分振子的参数设置对差分振子相图的影响及差分振子参数的选取。对故障模拟实验台采集到的滚动轴承外圈、内圈、滚动体点蚀等故障数据进行了分析,取得了理想的效果,验证了差分振子检测的有效性和准确性。最后,对工程实际中轴承故障和齿轮故障的早期数据进行了分析,成功地提取出了故障早期的微弱特征,实现了机电设备的早期故障可视化检测。