1. Да, никак, все что больше или равно Vref будет 0x3FF (для 10 бит).
2. Входное сопротивление ADC прописано в Electrical Characteristics, можно посмотреть, что оно равно 100 МОм. Т.е. даже если вы поделете сигнал резисторами 1МОм, погрешность составит 1%.

Я немного не это имел ввиду, про ВХОДНОЕ сопротивление АЦП, я понимаю. А как соотнести значения несколько кОм (1 -5 , вроде бы, точно не помню) и несколько сотен кОм измеряемого источника напряжения (с делителем). Т.е. для АЦП это будет источник напряжения с очень большим внутренним сопротивлением. На что это может повлиять?

Если честно, то я не совсем понял вопрос. И о каких 1-5 кОм идет речь? По-идее все определяется входным сопротивлением АЦП.

В даташите написано, что АЦП оптимизировано под источники напряжения с внутренним сопротивлением несколько кОм.

Прально, бо кроме входного R есть ещё входное C, подключаемое на 1,5 периода тактирования АЦПы.

Это разные вещи. Нельзя сделать оцифровку сигнала с частотой выборок 1 МГц (период 1 мкс), если время преобразования в АЦП составляет 10 мкс.
Если говорить оп АЦП в AVR, то если Вы внимательно прочитаете соответствующий раздел в DS, то увидите, что на входе АЦП имеется схема выборки-хранения с определенной постоянной времени. Зная постоянную времени, можно определить время, необходимое для запоминания очередной выборки сигнала для последующего цикла преобразования. Если конденсатор с СВХ не будет успевать заряжаться, то это будет эквивалентно уменьшению коэффициента передачи на больших частотах и увеличению погрешности АЦП.
В некоторых случаях это не имеет большого значения. Например, мы увеличивали частоту преобразования до 32 кГц, когда оцифровывали речь. Относительные значения кодов сохранялись, а абсолютные значения напряжения нас не интересовали. К тому же, из 10 разрядов на выходе АЦП мы использовали только 8.

да, это возможно. возможно и быстрей но параметры АЦП будут хуже - про это написано в ДШ.

Вобщем, насколько я понял из своего аглицкого, то увеличение сопротивления источника сигнала увеличивает время измерения.
Получается, что АЦП микроконтроллера годится только для измерения напряжения на источниках питания, где бОльшие токи не повлияют существенно на эдс источника, а в большинстве случаев ими можно и пренебречь.

Чего это вдруг? Источников с Rвых~1-10КОм - лопатой греби. А уж если операццыонник ставить какой, так ваще...Всё равно ведь в 90%случаев сигнал требует нормировки/кондиццыонирования.

Если этому источнику требуется делитель напряжения, то это уже сотни кОм, чтобы искажения не вносить.

Ну если требуется, надо ставить. И опером его. Буффернуть.