Also der Sensor liefert eine Spannung die zwischen 0,5 und 4,5 V
Wie Du dann auf die Formel 0.3 < ( adc_result / VCC) < 0,7 kommst ist mir zwar schleierhaft, aber ich muß ja nicht alles verstehen.

Die PWM Frequenz ergibt sich aus der (Taktfrequenz / 65536)/ eingestellten Prescale Faktor. Das Alles für Timer 1.

Hau mich jetzt nicht wenns nicht stimmt - kann auch sein das man noch durch 2 teilen muß.

Die PWM Frequenz ist also bei hardwaremässiger Ansteuerung nicht frei einstellbar ! Näherungsweise solltest Du aber hinkommen.
Durch geschickte Auswahl des Quarzes sollte es auch möglich sein, die gewünschte PWM Frequenz genau zu treffen.