Видя 1) Мегу с 15-КГЦ 10-бит АЦП и 2) 5-КГЦ сигнал с динамикой 60 дБ, я сразу отметаю канонические способы решения задачи и перехожу к поиску обходных путей. Один из них я изложил рядышком - ограничитель, формирователь меандра, прямой таймерный измеритель временнОго сдвига с возможными приятностями в виде осреднений и прочего оверсамплинга. Другие методы потребуют приделывания к Меге мелких, но досадных прибамбасов в виде FP DSP и т.д.