Не совсем понятно насчет собственного гистерезиса - по обыкновению любой стабилизатор, если он не выдаёт положенного напряжения, открывает регулирующий элемент на максимум - в данном случае он просто понизит напряжение. Это падение ко всему прочему будет зависеть от тока через стабилизатор.
Если я не прав - хотелось бы увидеть осциллограммы процесса "успокоения помех" на входе и выходе стабилизатора.
Кроме того, напряжение 5 В на шине USB - cкорее редкость, чем правило - статистически более вероятно 4,7-4,9 вольт - причем в разных портах одного материнской платы оно может быть разным, и кроме того в некоторых случаях зависеть от нагрузки процессора и видяхи - т.е нагрузки подсистемы питания.
То есть для более-менее гарантированной стабилизации напряжение на выходе должно быть не более 4.2-4.3 вольт - ну тут уже понятное дело начнуться проблемы с подключением датчиков Холла.
Соотвественно 12 бит разрешения и стабильность калибровки - весьма условны - шум и плавающий уровень напряжения на резисторах либо ДХ сведут всю затею с внешним АЦП почти до бесполезности. В данном случае повышающий стабилизатор был бы очень и очень кстати - если необходимо иметь именно 5 В.