Расчет показывает, что вам надо (при Uвх=1 В) "поймать" превышение 1...0.7 мВ.
И работать от "нуля", т.к. вторая производная более крутая.
Тупо в лоб на АЦП будет геморно сильно.
А если чуть-чуть изменить подход и не переводить все в цифровую обработку.
Исходим из Uвх=1 В (если больше - то токи лучше
. Режем на входном ограничителе на диодах) и если у Вас входные сигналы более-менее "чистые", то можно сделать так (последовательно):
1. Усилитель-ограничитель (до +-3В) с К~2000 на чем-то типа TS972 (very low-noise op-amps) при двуполярном питании.
2. Диодами вырезаем шумы.
3. Триггер Шмитта на компараторе типа TS3011 (high-speed comparator) с гистерезисом 50 мВ.
4. И далее процессором измеряем временную разность (обычный старт-стопный преобразователь)