Non so su che pin PWM l'hai collegata e su quale Arduino ...
... se stiamo parlando di Arduino UNO, la prima prova che potresti fare, se non è già collegata ad essi, è usare il PWM prelevato o dal pin 5 o dal pin 6 (entrambi lavorano in fast hardware pwm a 976.5625 Hz)
Se stai già utilizzando tali pin, o se il fenomeno resta visibile, purtroppo occcorre che ti sposti su altri due pin (9 o 10 gestiti da Timer1 oppure 3 o 11 gestiti da Timer2), dopo di che, devi mettere le mani a basso livello (modifica dei registri del Timer x) nei rispettivi timers per aumentare la frequenza di PWM di ... un fattore 8 (cosa da NON fare sul Timer0 che controlla i pin PWM 5 e 6 dato che esso è coinvolto in altre funzioni di sistema).
Te lo dico perché, a suo tempo, ebbi lo stesso problema su un ATtiny85 con un Strip LED RGB in cui, a bassa luminosità, appariva detta "vibrazione", problema che ho completamete risolto facendo la sudetta modifica.
Guglielmo
N.B.: Come specificato, quanto detto, vale per Arduino UNO, per altri modelli sono coinvolti Timers diversi su diversi pin