Вообще Вам, после определения амплитуд, достаточно найти к-т взаимной корреляции между входом и выходом интегратора. И учесть задержку переключения АЦП с канала на канал. Это все программно делается, компараторы не нужны. В варианте со ступенькой не нужна и первая мега.