Конечно, эта простота была относительна, а на самом деле операционный усилитель был гораздо сложнее обычных схем. Так-то суммирование токов можно было бы сделать и на обычных резисторах, без применения схем на электронных лампах. Но в этом случае ошибка суммирования будет зависеть от количества входов и значения напряжений на каждом входе — то есть схему пришлось бы поднастраивать на каждое сочетание входных напряжений. На операционниках этого не происходит — схема сама выполняет компенсацию. То же с дифференцированием — его выполняет и обычная RC-цепь, но помимо того, что она работает дольше, она вносит погрешность — рост напряжения на конденсаторе отстает или опережает рост входного напряжения. В дифференцирующем ОУ это расхождение усиливается лампами, что ускоряет рост напряжения на конденсаторе в то же количество раз, что и коэффициент усиления ОУ — а это десятки тысяч раз. Конечно, какое-то запаздывание имеется, и это надо учитывать, но оно совершенно не сравнимо с запаздыванием обычной RC-цепочки, а уж по точности они и рядом не валялись. Аналогично, интегрирование с применением операционников выполняется также RC-цепями, только теперь конденсатор включается между сигналом и землей, а не во входную линию. И в этом случае ОУ также дает увеличение быстродействия и точности, только теперь в обратную связь включается не резистор, а конденсатор.
Да, операционники тоже давали погрешность, но ее можно было контролировать в гораздо более широких пределах. Если на обычных RC-цепях конденсатор постепенно разряжается, то операционники свой конденсатор подпитывают, и чем дольше идет то же интегрирование — тем точнее оно получится. Мы ограничивались погрешностью в один процент, поэтому время с начала интегрирования до момента, когда проинтегрированное значение начинало использоваться в последующих каскадах, не превышало трех секунд даже для ОУ с общим усилением в тысячу раз, а допустимое время, в течение которого могли интегрировать входной сигнал, составляло более минуты — по сравнению с обычной RC-цепью, где уже после шести сотых секунды возникала ошибка интегрирования более одного процента — обычные цепи резистор-конденсатор явно не подходили для управления технологическими процессами, где требовалось отслеживать изменение параметров в течение минимум нескольких секунд, а то и минут. Увеличив усиление в десять раз, мы снизили время начала интегрирования с указанной точностью до одной секунды, а максимальное время интегрирования — увеличили до десяти минут.
Сглаживание сигналов также было одной из работ операционников. Особенно они были полезны для сглаживания низкочастотных сигналов, так как, если бы сглаживание делали на фильтрах, то они получались бы очень громоздкими, с малым уровнем выходного напряжения, да к тому же они вносят фазовые искажения за счет запаздывания выходного сигнала при прохождении через фильтр. Что самое замечательное — "смена деятельности" конкретного операционника выполнялось перестановкой пассивных элементов. Так, если в дифференциаторе в обратную связь включается резистор, а в интеграторе — конденсатор, то в сглаживателе — включенные параллельно резистор и конденсатор, с помощью которых подбирают постоянную времени сглаживания, то есть будут сглаживаться те сигналы, чья длительность окажется меньше времени этой постоянной. А остальная электронная схема остается без изменений. Сглаживающие операционники широко применялись в тех же системах наведения ракет — схемы сглаживания с компенсацией запаздывания позволяли сглаживать случайные колебания в сигналах управления, вызванные неравномерным вращением рукояток, и вместе с тем управляющий сигнал подавался на выход практически без задержки, что уменьшало величину динамической ошибки — компенсацию запаздывания выполняла схема дифференцирования, которая выдавала на выход начальный скачок напряжения, почти равный окончательному напряжению, которое устанавливалось после сглаживания — к лету сорок второго наши разработчики систем управления уже переходили на стадию волшебства, хакерства, когда подобными хитрыми и одновременно простыми методами можно было существенно улучшить работу систем и повысить их эффективность. А у меня появлялось ощущение, что мы вместо цифровой эры входим в эру аналоговых вычислений.