El sondeo con el osciloscopio detiene la fluctuación del ADC

Esto puede sonar extraño, pero sospecho que es su filosofía de conexión a tierra la que lo está metiendo en problemas. La puesta a tierra en estrella es el enfoque estándar para el cableado de alimentación con el fin de evitar bucles de tierra. No es apropiado (generalmente) para circuitos de señal. El problema es que, para impedancias altas y cables largos, invita a la formación de bucles de circuito/tierra de área grande, que responderán a campos magnéticos variables actuando como antenas e inyectando ruido en la ruta de la señal.

Intente conectar su Vact a la entrada A/D a través de un par trenzado, con el otro cable conectado a tierra en ambos extremos. Sí, esto producirá un bucle de tierra, pero con corrientes muy bajas, el ruido impuesto debe ser muy pequeño y dominado por la captación reducida de la señal del micrófono.

Si eso no funciona, intente desconectar el cable de tierra del par trenzado en el lado A/D, pero déjelo conectado en el lado del sensor.

EDITAR: mirando más a fondo su circuito, hay una serie de problemas. Si esto es todo lo que hay, se está metiendo en problemas con su filosofía de puesta a tierra. A menos que haya otras cargas involucradas, lo que estás haciendo simplemente no vale la pena. Su CCS solo produce una corriente máxima de aproximadamente 0,6 amperios, suponiendo que su resistencia de carga de 1k sea un error. Este no es un nivel actual enorme.

No ha descrito la partición de su circuito, pero si los 3 circuitos son parte del mismo PCB, entonces simplemente debe usar un solo plano de tierra para todos los terrenos. La baja resistencia producida por el plano de tierra anulará cualquier otro efecto. Como otro consejo, coloque la conexión de alimentación a tierra cerca de la parte inferior de la resistencia de detección.

Si la primera sección se separa físicamente de las otras dos y no está seguro de si se acoplará a través de un par trenzado, el enfoque estándar es utilizar un amplificador de diferencia/instrumentación.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Utilice par trenzado para la conexión desde el sensor. C2 y C3 deben ser de cerámica. Filtran cualquier captación alrededor del bucle producida por la separación de los terrenos. El amplificador operacional responde a la diferencia entre los dos puntos del sensor y, dado que prácticamente no consume corriente en sus entradas, rechaza los efectos de cualquier flujo de corriente entre los dos puntos de tierra.

El par trenzado actúa como escudo del pobre. El cable de tierra actúa para interceptar la energía radiada y, debido a que está muy cerca del cable de señal, tiende a protegerlo. Para aplicaciones de alta sensibilidad, se utiliza un cable coaxial, que tiene un conductor interno completamente rodeado por una malla de alambre o una lámina metálica.

Estoy bastante seguro de que usar un diodo Zener para la referencia de voltaje de 2,5 V no es lo suficientemente preciso para un ADC, incluso más si tiene problemas de conexión a tierra como descubrió al probar el circuito. Siempre uso un IC de referencia de voltaje cuando conecto un ADC, es decir, AD780: http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/AD780.pdf