Welche Bandbreite für das Ausgangssignal ist den gefordert, also wie schnell braucht man das Ergebnis ?

Mit mehr Spannung zur Versorgung sollte nur der Anteil des Rauschens durch das Nyquist Widerstandsrauschen und das Eingangsrauschen des Verstärkers besser werden, und der Teil sollte relativ klein sein. Bei je 10 K Ausgangsimpedanz wäre Widerstandsrauschen nur rund 15 nV je Wurzel Herz, oder bei 100 Hz Bandbreite nur 150 nV. Je nach Verstärker muss man noch mal mit so viel Rauschen rechnen. Die Quantisierungschritte liegen dagegen bei etwa 4 V / 4096 / 64 = 15 µV oder rund 100 mal höher als das Widerstandsrauschen. So schlecht sollte der interne Verstärker nicht sein. Ein externer Verstärker kann schon etwas besser sein als der µC interne, aber der erste Schritt wäre eher die Bandbreite passend zu wählen und ggf. 50 bzw. 100 Hz Einstreuungen zu unterdrücken. Der Aufwand ist relativ gering (Kondensatoren vom dem AD und Mitteln über ein passende Zeit) und bringt ggf. mehr als ein externer Verstärker.