wie wärs mit:
- 120kHz modulation rausfiltern (Aufwand: 2 R + 2 C)
- differenz der beiden 20kHz signale zeitgleich mit dem DAC messen (sollte genügend information liefern, um Potiposition zu bestimmen)
- gegebenfalls die messung mit dem 120kHz signal synchronisieren (Analog-Komp. triggert DAC)

da der tiny nicht mehr als ca 15000 samples/s schaft frage ich mich aber, ob das ergebnis nicht recht zufällig sein wird, wenn sich das poti ca 20000/s ändert.