PWM in ThinkPads?

[cyberjonny]

Hi miteinander,

beim T460s mit WQHD-Display kommt zur Helligkeitsregulierung PWM (Pulse-Width Modulation) zum Einsatz, auf das manche Menschen empfindlich reagieren:

Unterhalb der Maximalhelligkeit kommt beim T460s eine sogenannte PWM-Regelung zum Einsatz, die das LED-Backlight zur Steuerung der Leuchtdichte periodisch ein- und ausschaltet (Frequenz: 220 Hz). Empfindliche Nutzer könnten dadurch ein leichtes Flimmern wahrnehmen, wenngleich wir im Test subjektiv keine Beeinträchtigungen bemerkt haben.

Quelle: notebookcheck.com


Da ich das Thema selbst überhaupt nicht auf dem Schirm hatte, frage ich mich, ob es PWM bei ThinkPads bisher einfach nicht gab oder ob das wirklich so an mir vorbeigegangen ist:
Kam bzw. kommt PWM auch bei anderen ThinkPads zum Einsatz und wenn ja, bei welchen (und ggf. mit welcher Frequenz)?

Danke und Gruß,
Jonny

 

[fb1996]

Das gibt es auch bei anderen ThinkPads, Notebookcheck misst das nur erst seit kurzer Zeit

 

[cyberjonny]

Sind das bestimmte, einzelne Modelle oder ist das so verbreitet, dass sich das gar nicht so genau sagen lässt?

 

[Hakzel]

PWM ist so mit die einzige Art und Weise z.B. LED Displays zu dimmen. Somit hat schonmal definitiv jedes LED Display ne PWM Regelung. Wie die Technik zum Dimmen bei den alten Displays realisiert wurde kann ich jedoch nicht sagen.

Zudem kann die PWM-Frequenz auch nur dann stören wenn das Display gedimmt wird. Bei maximaler Helligkeit ist die ED=100% und die LEDs sind somit permanent an. Bei 50% Einschaltdauer ist eben die LED genauso lang an wie aus und man meint sie wäre dunkler obwohl einfach nur unser Auge zu träge ist um den schnellen Wechsel zu sehen.

Aber wie gesagt, PWM wird fast überall eingesetzt, auch in Deckenbeleuchtungen etc.

 

[cyberjonny]

Dann müsste die Frequenz aber je nach Helligkeit variieren, oder?
Bei NBC liest es sich aber so, als ob alles <=90% Helligkeit mit konstant 220Hz flackert.

Kann mir das jemand erklären?

 

[L0nestar]

Dann müsste die Frequenz aber je nach Helligkeit variieren, oder?
Bei NBC liest es sich aber so, als ob alles <=90% Helligkeit mit konstant 220Hz flackert.

Kann mir das jemand erklären?

Ich werfe mal mein Halbwissen aus der Elektronikerlehre in den Raum (und bitte jeden, der es besser weiß, entsprechend zu korrigieren, was falsch ist):

Genau genommen wird bei PWM die Frequenz nicht berührt. Bei einer PWM werden von einer (Sinus-)Welle anteilig Stücke "abgeschnitten". Davon werden die Wellen nicht länger (kleine Frequenz) oder kürzer (hohe Frequenz), aber der Flächeninhalt unter der Welle wird kleiner und deshalb das Display dunkler.

Dass das Display mit 220Hz "befeuert" wird ist - nach meinem Verständnis - erstmal eine von der PWM unabhängige Information, weil bei einer PWM die Periodendauer und damit die Frequenz gleich bleibt (vgl. folgende Grafik). Der Zusammenhang ist lediglich der, dass eine PWM natürlich irgendeine Grundfrequenz haben muss.
Für die volle Helligkeit ist demnach wahrscheinlich das Signal auf "Dauer-An" und darunter wird es eben über den sog. duty-cycle der Pulsweitenmodulation in kleinere Häppchen geschnitten, wodurch das hochfrequente Flimmern entsteht. Ich weiß grad gar nicht, welche andere Technik da bei LEDs überhaupt zum Einsatz kommen könnte.

Dimmbarkeit außerhalb der LED-Technik oder zeitlich vor der LED-Technik wurde häufig mit Vorwiderständen realisiert, die die Spannung der Hintergrundbeleuchtung reduziert haben. Bei LEDs darf man aber nicht einfach an der Spannung spielen - die sind da empfindlicher, darum wird hier an der Pulsweite geschnibbelt - damit die anliegende Spannung nicht dauerhaft niedriger ist als spezifiziert. (Daraus ergibt sich dann natürlich ein anderer Effektivwert für die Spannung, aber eben keine dauerhaft niedrigere Spannung wie beim Vorwiderstand).

Gruß

 

[Pferdle]

Um was man sich heutzutage alles einen Kopf macht...
Über 50 Jahre flimmerten TV-Geräte mit 50Hz. Selbst das Bild der großen Kinos flimmert über den Durchlauf der Filmrolle. Und sogar jede einfache Glühlampe an der Decke flackert im Takt des Wechselstromes.
99% der in Wohnungen verwendeten (Niedrigvolt-) Halogenlampen werden über einen einfachen Trafo ohne Gleichrichter versorgt. Laufen also über Sinusspannung und "flackern" somit im Takt des Wechselstromes (50Hz). Wenn man auf etwas empfindlich reagiert, ist eventuell die Schreibtisch-Halogenlampe neben dem Monitor schuld, aber nicht der Monitor, auf den man schaut.
Das Betrachten eines Bildschirmes (oder einer Kinoleinwand) macht krank...aber weniger wegen der Bildfrequenz:thumbsup:

wenngleich wir im Test subjektiv keine Beeinträchtigungen bemerkt haben.

Welch Erkenntnis!
Das menschliche Auge kann durchschnittlich 24 Bilder je Sekunde wahrnehmen. Wer da 220Hz erkennt, sollte ganz groß raus kommen.

Unumstritten ermüdet das Auge beim Betrachten eines Bildschirmes. Bei niedriger Frequenz eher als bei hoher. Wenn es so weit kommt, dann sollte man ohnehin sein Nutzerverhalten überdenken.

PS und hochgeholt:

dann war das Flimmern da schon überdeutlich

Du sieht eher nicht das flackern, sondern den Aufbau der Zeilen (horizontale oder Zeilenfrequenz). Deutlich beim abfilmen von Röhrenmonitoren erkennbar. TV-Bild läuft bei 24 Bilder je Sekunde, über Zeilensprung auf 48 Bilder verdoppelt, aber durchaus erkennbar.
Vertikale (oder Bildwiederholfrequenz) liegt bei alten Geräten bei 50Hz, später auch 100Hz, glaub sogar die letzten Röhren mit 200Hz.

 

[L0nestar]

Das menschliche Auge kann durchschnittlich 24 Bilder je Sekunde wahrnehmen. Wer da 220Hz erkennt, sollte ganz groß raus kommen.

Zu dem Thema gibt es eine Menge sehr ausufernder Diskussionen speziell im Spielebereich und bei der Diskussion 30/60 fps oder auch bei den 144Hz-Monitoren. Wenn ich meinen (damaligen) Fernseher nur aus dem Augenwinkel betrachtet habe, dann war das Flimmern da schon überdeutlich - gleiches galt für die CRTs damals - und wenn mein PC-Monitor das macht und mir das jedes Mal beim runter- und hochschauen auffällt, stört mich das natürlich ;-).

Ich stimme dir allerdings zu, was die 220Hz angeht - hier erwarte ich persönlich eigentlich auch keine Probleme. Was aber sein könnte ist, dass ein Effekt auftritt, den man von Hubschrauber-Rotoren oder Autoreifen kennt - dass auf Grund der Reaktionsträgheit der Augen Zwischenbilder mit Aufnahmefrequenz des Auges erkennbar sind. Da dreht ein Rotor auf einmal ganz langsam (weil man eben nur alle 20,7 Umdrehungen (fiktive Zahl) ein scharfes Bild sieht) oder ein Autoreifen dreht sich in Vorwärtsfahrt vermeintlich rückwärts. Wenn man also ein Vielfaches der wahrnehmbaren Frequenz ungünstig genug verpasst, kann das schon auffallen. Und wenn das bei 220Hz so sein sollte, dann sieht man eben trotzdem mal ein helleres und mal ein dunkleres Bild - das wäre uncool :-D.
Bei 220Hz scheint mir der Zeitbereich, in dem das so ist, dann natürlich relativ klein zu sein (eben 1/220 Sekunden). Ob ich das mitbekomme...

Gruß

 

[vlooe]

Es ist ein Unterschied ob ein Bild sich x mal in der sekunde ändert oder ob es x mal kurz aufblitz.

Bei einer Glühbirne sieht man die 50Hz der Netzspannung nicht, da es einen Moment dauert bis sie aufhört zu glühen/leuchten.
Bei LEDs ist das anders die sind quasi sofort aus wen die Spannung weg ist.
Ich hatte mal eine LED lampe die ungefilter mit 50Hz lief. Das war nicht auszuhalten. Bei jeder bewegung hatte man ein seltsames gefühl.
Wenn man die Hand mit ausgestreckten finger vor dem gesicht gewegt hat hat man das blitzen deutlich wahrgenommen.
Ebenso wenn man aus dem Augenwinkel auf die Lampe geschaut hat hat man das blitzen gesehen.

Bis zu welcher Frequenz ein solches blitzen ein unwohlsein auslöst ist bisher umstritten. Manchen machen die 220Hz nichts aus anderen schon.
Auf der anderen seite: Wer verknüpft ein unwohlsein während dem Benutzen des Laptops mit der frequenz des Displays? Man nimmt ja nicht bewusst wahr, dass es an und aus geht man fühlt sich halt komisch.

 

[Pferdle]

Es ist ein Unterschied ob ein Bild sich x mal in der sekunde ändert oder ob es x mal kurz aufblitz.

Im Prinzip...ja. Gebe ich Dir recht.
Aber ist es ein Unterschied zwischen An/Aus oder ein Bild nach dem nächsten?
Der Effekt, Beanspruchung des Auges an Hell/Dunkel bzw von einem Bild zum nächsten Bild, dürfte unterm Strich auf das Gleiche raus kommen.

Wer verknüpft ein unwohlsein während dem Benutzen des Laptops mit der frequenz des Displays? Man nimmt ja nicht bewusst wahr, dass es an und aus geht man fühlt sich halt komisch.

Wenn ich ein volles Bierglas so lange anschaue wie ich auf den Monitor starre fühle ich mich auch ganz komisch:thumbsup:
In beiden Fällen sollte man, wie bereits geschrieben, sein Nutzerverhalten überdenken. Beim Bier fällt die Entscheidung mit ziemlicher Sicherheit schneller.

 

[wileE]

In beiden Fällen sollte man, wie bereits geschrieben, sein Nutzerverhalten überdenken.

Was hat denn miese Technik mit Nutzerverhalten zu tun?

PWM Flackern ist vermeidbar. Wer Displays einbaut bei denen es für einen Teil der Kundschaft sichtbar ist gehört schlicht boykottiert.

 

[Pferdle]

PWM Flackern ist vermeidbar.

Wie???
Siehe oben: LEDs kennen nur an oder aus. Hell bzw dunkel läßt sich nicht über Spannung regeln.
Man kann nur PWM höheren Bereich verschieben. Machen wir aus dem Notebook also eine Microwelle.

für einen Teil der Kundschaft sichtbar ist

Der Menschen mit diesen Augen muß erst geboren werden.
Das hier Einbildung eine andere Rolle spielt, gehört auf ein anderes Tablett serviert.

PS
Manchmal kann man sich über skurrile Aussagen bei Tests nur wundern. Im Jahr 2016 äußert sich notebookcheck.com zu einer Technik, die seit Jahren in jedem LED-Display zur Anwendung kommt.

Noch etwas dazu von einem Hersteller: http://www.eizo.de/praxiswissen/arbeitsplatzergonomie/augenmuedigkeit-vorbeugen/
Wie weit die Helligkeitssteuerung über Gleichstrom-Dimming bei Bildschirmen Anwendung findet, weiß ich nicht. Da hier Nachteile bei der Farbwiedergabe entstehen, wohl eher bei recht günstigen Displays zu finden.

 

[L0nestar]

PWM Flackern ist vermeidbar.

Ohne jetzt Haare spalten zu wollen - wenn PWM zum Einsatz kommt, dann flackert das prinzipbedingt immer. Nur ob man das sehen/wahrnehmen kann, ist fraglich und frequenzbezogen.
Meinst du das und sprichst auf die Frequenz an (also dass 220Hz zu gering sind), oder meinst du eine völlig andere Technik (als PWM)?

Wenn zweiteres zutrifft - welche Technik? Ich kenne wie angesprochen auch keine Dimmtechnik für LED außer PWM - wenn es da etwas anderes/besseres/neues gibt hab ich das verschlafen. Gibt es da was?
Der Testbericht bei NBC liest sich vom Gefühl her auch eher so, als sei PWM eine bahnbrechende Ausnahme...

Gruß

P.S.:

Noch etwas dazu von einem Hersteller: http://www.eizo.de/praxiswissen/arbeitsplatzergonomie/augenmuedigkeit-vorbeugen/

Das liest sich interessant. Senkung des Stroms also...

 

[vlooe]

Aus einem Anderen Forum zum Thema was noch wahrgenommen werden kann:

--------------------------------------------------------------------------------
> Ein Lichtblitz wird auch wahrgenommen wenn
> er nur wenige MS lang ist..

Tatsächlich ist die Länge eines Lichtblitzes *vollständig* irrelevant. Die Lichtwahrnehmung basiert auf dem Zerfall von Proteinen durch Lichteinstrahlung bzw. Energieeintrag durch Licht. Ob man einen Lichtblitz sieht, hängt allein davon ab, ob genug Energie ins Auge eingetragen wird um besagte Zerfallsprozesse auszulösen. Was technisch bei längeren Lichtblitzen einfacher ist, aber selbst Blitze von nur wenigen ns Länge können sichtbar sein

Wie du das interpretierst ist deine Sache.
Tatsache ist, dass manche Leute auf das "geflacker" von 220Hz reagieren.

Hier wurden schon 2011 250Hz besser 500Hz empfohlen:
http://www.prad.de/new/monitore/specials/backlight-teil2.html
Woanders habe ich 1kHz und mehr gelesen.

Von Microwellen ist man da aber noch weit entfernt...


Edit:
Dein Link zu Eizo bestätigt doch um was hier diskutiert wird: Das Flimmern löst ein komisches gefühl aus.
Und wie man an den Messungen von Notebookcheck sieht haben nicht alle sofort pwm dimmung wenn man die Helligkeit verringert.
Fazit: Das im Eizo Link wird schon so teilweise umgesetzt, nicht nur von Eizo. Leider liegt der fokus aber nicht auf minimaler ermüdung sondern auf minimalen Kosten

Denn höhere Frequenzen bedeuten mehr aufwand bezüglich EMV

 

[Pferdle]

Dein Link zu Eizo bestätigt doch um was hier diskutiert wird: Das Flimmern löst ein komisches gefühl aus.

Etwas anderes habe ich auch nicht geschrieben. Ganz im Gegenteil:

Unumstritten ermüdet das Auge beim Betrachten eines Bildschirmes. Bei niedriger Frequenz eher als bei hoher.

Dazu habe ich auch etwas zum Nutzerverhalten genannt.
Auf jeder Tastatur findet man einen Warnhinweis über zu langer Benutzung dieser. Demnächst beklagen wir uns über das Vorhandensein von Tastaturen, da sie ein komisches Gefühl auslösen können?
Das die Arbeit an/vor Monitoren nun mal schadet, ist nichts neues.

Leider liegt der fokus aber nicht auf minimaler ermüdung sondern auf minimalen Kosten

Genau hier kann sich jeder selbst an die Nase fassen. Oder dem Arbeitgeber, der einem solch ein Monitor vor die Nase stellt. Allerdings wird das noch komplizierter, da Arbeitsplatzvorschriften vorhanden sind, die so etwas zulassen.
Das man etwas ändern könnte, ist durchaus möglich.
Sich über etwas aufregen, was seit Jahren Alltag ist, eher unmöglich.
Man kann alles besser machen...fangt damit an!

 

[Overlord]

Im Grunde muss die PWM Frequenz nur hoch genug sein, um verträglich zu sein. Es sollten im Idealfall schon 10 kHz sein. Mit der Bildwiederholfrequenz ist das nicht zu vergleichen. Die Bildwiederholfrequenz beschreibt, wie oft pro Sekunde der Bildschirminhalt aufgefrischt wird. Das passiert dann nahtlos ohne Flackern wie bei Röhrenmonitoren. Dort tastete der Bildstrahl die Phosphorschicht ab und regte sie zum leuchten an. Dadurch enstand ein viel stärkeres flackern, weil der Strahl immer nur an einem Punkt war, die restlichen Pixel wurden langsam dunkel, bis der Strahl wieder vorbekommt. Somit sind hier schon TFT und CRT in Sachen Bildwiederholfrequenz nicht zu vergleichen.

Bei den LEDs ist das Problem, dass die angelegte Rechteckspannung diese sofort an und aus schaltet. CCFL wurde genauso angesteuert, leuchtete aber genügend nach, um kein so ein aggressives Flackern zu erzeugen. Gute Displays nutzen bei niedriger Helligkeit die Gleichstromregelung, hier verschlechert sich die Farbwiedergabe Dies tut sie aber bei LEDs und PWM, da bei niedriger Helligkeit die Anschaltdauer sehr kurz ist. LEDs brauchen eine bestimmte Zeit nach dem Einschalten, um die optimale Farbwiedergabe zu erreichen. Somit ist die Farbwiedergabe kein Argument gegen die Gleichstromregelung.

Im PWM Bereich sollte zudem eine möglichst hohe PWM Frequenz gewählt werden. Lenovo missachtet dies konsequent und gefährdet hier die Gesundheit der Nutzer.