Ist die Frequenz deines 120kHz Signals ziemlich genau konstant? Dann könntest Du nähmlich das ganze so machen: mit dem Analogen Komparator den 0-Durchgang vom 120KHz erkennen, danach eine Viertel Periode warten, dann sollte das Signal am Poti an der Spitze sein, hier misst Du das erste Signal. Wieder 0-Durchgang erkennen, Viertel Periode warten, und das zweite Signal messen. Somit ist sichergestellt, das beide Signale zur gleichen Periodenstelle gemessen werden.
Hier hast Du einen Fehler, die durch die Änderung der Signale in einer halben Periode des 120kHz Signals vorkommen. Aber keine äußere Beschaltung, die auch zu Verfälschungen führen könnte.

Nachtrag: mit dieser Methode ist es vielleicht eh nur die Messung eines Signals nötig, da du weisst, dass du an der Spitze gemessen hast.

MfG

pongi