PWM Frequenzen

Vergleichstest zur Video-Tauglichkeit von Modellbahn Fahrzeugdecodern
Was steckt wirklich hinter dem Flackern von LED in Modellbahn Fahrzeugen? Das Video erklärt die physikalischen Hintergründe der auftretenden Abtastartefakte bei Videoaufnahmen und zeigt Beispiele. Verschiedene Decodertypen werden vermessen und die entstehenden Alias Frequenzen werden visualisert.
_{29.08.2026 – Länge 15:10}

Comparison test of the video suitability of model railway vehicle decoders
What’s really behind the flickering of LEDs in model railway vehicles? This video explains the physical reasons behind the scanning artifacts that occur during video recordings and shows examples. Different decoder types are measured, and the resulting alias frequencies are visualized.
_{29.08.2026 – Length 15:10 – English subtitles}

Gemessene PWM Frequenzen an einer gedimmten LED meist am Ausgang A1 (siehe Tabelle unten) von Fahrzeugdecodern

Was steckt hinter dem Flackern von LED in Modellbahn Fahrzeugen?
Basierend auf der Frequenz der Pulsweitenmodulation (PWM), die zur Dimmung von LED an Funktionsausgängen von Fahrzeugdecodern verwendet wird, sowie der bei der Videoaufnahme einer gedimmten LED verwendeten Bildrate und Belichtungszeit entstehen Abtastartefakte (Flackern), deren Frequenz im unteren Herz-Bereich liegt. Die Frequenz dieser Alias Artefakte hängt von der Bildrate ab, die Dämpfung von der Belichtungszeit. Bei PWM Frequenzen oberhalb von ca. 250 Hz ist bei langen Belichtungszeiten durch die Dämpfung im Video kein Flackern mehr sichtbar (Restwelligkeit < 5 %).

Berechnete Alias Frequenzen in Abhängigkeit der PWM Frequenz für Bildraten von 25 und 30 Bildern pro Sekunde

Dämpfung des Alias Flackerns für eine Belichtungszeit von 1/50 s in Abhängigkeit der PWM Frequenz

Abbildungen der untersuchten Lok-, Sound- und Funktionsdecoder

Bei den Messugen der PWM Frequenz verwendete CV Einstellungen meist mit einer Dimmung von ca. 50 %

Rolling Shutter
Durch das zeilenweise Auslesen eines Kamerasensors sieht jede Zeile einen etwas versetzten Ausschnitt der PWM Perioden. Dadurch können je nach PWM Frequenz, Bildrate und Belichtungszeit vertikal wandernde Helligkeitsstreifen in der Videoaufnahme einer LED Lichtquelle entstehen. Mit zunehmender PWM Frequenz nimmt der Effekt ab.
Für die in der Abbildung gewählten Werte von 100 Hz und 50 % Tastverhältnis für die Pulsweitenmodulation sowie eine Bildrate von 25 Bildern pro Sekunde und 1/50 s Belichtungszeit entsteht kein Streifeneffekt, da jede einzelne Rolling Shutter-Zeile zwei vollständige PWM-Perioden belichtet, unabhängig davon, an welcher Stelle der PWM-Periode ihre Belichtung beginnt.

Schematische Darstellung der Kameraaufnahme mit einem Rolling Shutter für eine PWM Frequenz von 100 Hz mit 50 % Tastverhältnis bei einer Bildrate von 25 fps und einer Belichtungszeit von 1/50 s

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