Die analoge Bandbreite der Ad Eingänge soll nur bei ca. 40 kHz liegen. Die 125 kHz sind also auch schon für die interne S&H Schaltung schon zu schnell. Schon aus Symetriegründen sollte man beide Kanäle gleich behandeln. 2 gleich schnelle S&H kanäle sind wesentlich einfacher als einer der genau so schnell ist wie der AVR intern.

Die Idee mit dem 4066 und Kondensatoren ist schon gar nicht schlecht, wenn das Signal niederohmig genug ist. Ist zwar ein IC aber sehr günstig. Die Kondensatoren müssen nicht ganz so groß sein, wenn man vor dem Messen des Nutzsignals jeweils die gleiche Spannung gemessen hat (z.B. Masse).