П.3 пробовали - результат одинаков что при чтении только из одного канала, что при поочередном. По п.2 непонятно "второй отсчёт" - пропустить одно преобразование или добавить задержку между записью в ADMUX и в ADCSRA? И 2, и 3 нет смысла пробовать, поскольку результат БЕЗ переключения каналов - такой же.