Schön, unter Laborbedingungen scheinst Du ja die Funktion hinzukriegen. Damit sind wir auch schon im prallen Leben.
Du kannst mal nachschauen, wie Du die Masse zum Controller gezogen hast. Ist das nur ein Abzweig zwischen Akku und Treibern? Dann wird Dir wahrscheinlich die Controllermasse durch den Treiberstrom wegfloaten. Da reichen 20..30mV Spannungsabfall im Leiterbahnabschnitt zwischen Akku und Controller, um unschöne Effekte im ADC auszulösen.
Wenn Du allerdings die Masse direkt sternförmig am Akkuanschluss einmal in Richtung Controller und einmal in Richtung Treiber geführt hast, bist Du auf der sicheren Seite. Mehr kann man kaum tun.

An VCC sollte es eigentlich nicht liegen, wenn da der LDO zwischensitzt. Der LDO ist in der Regel schnell genug, hat eingangs-/ausgangsseitig auf die Regelgeschwindigkeit angepasste Siebkondensatoren und frisst damit Ripple ganz gut. Er regelt aber immer in Bezug auf seine Masse und wie gesagt, wenn die driftet, hat der ADC ein Problem.