Hohe Abtastung aber nur bestimmte Werte nutzen

ich würd das in dem Fall so machen:

2 Messtakte: einen schnellen für die Encoder-Abtastung, einen "langsamen" für die Analog-Werte

der "schnelle Task" sollte nicht weniger als 250 kHz haben und sollte ein vielfaches des "langsamen" Taktes sein.

Gestartet wird wie bisher auch über einen gemeinsamen Start-Trigger, nur halt mit dem Unterschied dass der Encoder-Task sehr viel schneller abgetastet wird als die analogen Eingänge.

Da deine Messung nur eine bestimmte Zeit lang läuft wird erstmal alles was so an Daten reinkommt zwischengespeichert. Wenn die Messung beendet ist rechnest du die Encoder-Daten auf die Abtastrate der Analog-Eingänge "zurück" und zwar in der Gestalt, dass du bei niedrigen Drehzahlen die Zeit zwischen 2 unterschiedlichen Encoder-Ständen berechnest und daraus die Drehzahl ermittelst (1 Tic [entspricht 1° bei einem 360 PpU Encoder] in X µs ... = Y U/min ...) und bei hohen Drehzahlen mittelst.

Aus den reduzierten Daten interpolierst du dann nochmal ein neues Drehzahl-Array - mit der gleichen Anzahl Samples wie deine analoge Messung. So kannst du IMHO aus den gegebenen Möglichkeiten das Maximum an "Genauigkeit" bei der Drehzahl-Messung rausholen.