El análisis sincrónico es una de las técnicas más efectivas y prácticas en el diagnóstico de maquinaria rotativa, especialmente en casos con operaciones a velocidad variable. Un convertidor analógico a digital (ADC) moderno generalmente digitaliza una señal analógica a una serie de datos de intervalos de tiempo iguales. El re-muestreo sincrónico convierte la serie de datos de intervalos de tiempo iguales a una serie de datos de intervalos de ángulo de rotación del eje iguales. Esta conversión se logra generalmente en el dominio digital con la ayuda de información sobre la velocidad del eje, ya sea a través de mediciones directas o identificación a partir de una señal de vibración medida, lo cual es un proceso que consume tiempo. Con el fin de mejorar la eficiencia computacional así como la precisión del procesamiento de datos, en este artículo se propone un método rápido de cálculo de puntos de tiempo sincrónicos basado en un procedimiento de interpolación de función inversa. Al identificar la función inversa de la fase instantánea con respecto al tiempo, se optimiza el proceso de cálculo de los puntos de tiempo sincrónicos, lo que resulta en una mejora en la eficiencia y precisión del cálculo. Estas ventajas se demuestran mediante simulaciones numéricas así como verificaciones experimentales. Los resultados de la simulación numérica muestran que el método propuesto puede mejorar la velocidad de cálculo en aproximadamente cinco veces. El análisis sincrónico basado en el método propuesto se aplicó a la detección de fallas en rodamientos en un vagón de tren de alta velocidad, lo que demostró las ventajas del algoritmo propuesto en la mejora de la relación señal-ruido (SNR) para la extracción de características de daño en rodamientos.