Pero la señal analógica de entrada proviene de un potenciómetro, que no es más que otro divisor resistivo: no creo que funcione bien si lo hago como dices porque serían dos divisores en serie, ¿no te parece?.
Mientras la resistencia de entrada del segundo divisor resistivo sea por lo menos 10 veces mayor que la de salida del potenciómetro no debería haber problemas en el comportamiento del divisor resistivo.
El circuito más compacto que yo utilizaría (resignandome a la alimentación simple y a utilizar un LM324) es el siguiente:
El capacitor de 47 nF y la resistencia en serie de 100K forman un filtro pasa-bajos, porque aunque el potenciómetro en si no provee voltajes con niveles de ruidos importantes, el movimiento humano de giro del potenciómetro no es tan homogéneo como uno cree, sobre todo al tratar de atinarle a una posición del cursor.
La alimentación del LM324 debería ser de por lo menos 7 V, aunque yo utililizaría 9 o 10. De todas formas si no te queda otra que utilizar alimentación simple, vas a tener que acostumbrarte a perder exactitud en la zona de operación cercana a los 0V, donde a ojo ya te puedo decir que no vas a tener menos de 10 mV de offset.
Obviamente las resistencias de 100K que sean al 1%, o sino coloca un potenciómetro en reemplazo a ambas resistencias para poder regular con precisión un factor de división por 2.
Nos vemos.