Если вкратце, то вход АЦП, для каждого преобразования, берёт заряд
от вывода МК с сигналом. И если у входа источника высокое динамическое сопротивление, в том числе и
медленный ОУ, будут искажения измерений в зависимости от входного
напряжения. Поэтому:
1. Лучше ставить на вход ёмкость настолько большую, чтобы просадка сигнала в момент одной выборки была несущественной.
2. Для источников сигнала с большим сопротивлением, даже при наличии конденсатора, не следует завышать частоту выборки. При слишком частой выборке, средний ток входа АЦП становится большим и, падение напряжения на внутреннем сопротивлении источника сигнала, исказит результат преобразования.
Вроде бы АЦП STM32F1xx тянет вход к половине питания АЦП. А вот у atMega328P - тянет к нулю вольт.