Hallo Martin!
Was für Sensoren hast Du denn verwendet?
Vom MAX232 ist man z.B. gewohnt, dass er Störungen "sendet", auch die GP2DX sind nicht ohne.
Generell hab ich keine spannungseinbrüche
Das würde ich so nicht stehen lassen wollen, Du siehst sie vielleicht nicht.
Aber kleine Einbrüche gibt es immer und es wird auch nicht zu verhindern sein.
Man kann einiges mit Kondensatoren bereinigen, das ist klar, aber manche Störungen, wie z.B. ungenaue Referenz kann man nicht ausbügeln.
Im AVR wird nur, ich denke mal, über eine Zener-Diode eine Referenzspannung erzeugt.
Durch Temperatur und andere Einflüsse, sowie schon eine "natürliche Ungenauigkeit" wird es immer Unterschiede geben.
Natürlich ist das auch bei externen Referenzen so, aber dort kann man die Referenz besser regeln bzw. sie ist automatisch die selbe wie die, die von den Sensoren verwendet wird.

Aber ich möchte Deinen Vorschlag garnicht schlechtreden, es kommt halt nur darauf an, wie genau die Ergebnisse sein sollen.
Für einfache Anwendungen reicht auch die interne Referenz vollkommen aus.

Viele Grüße
Florian