ITS/AliITSsegmentationSDD.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15 #include <Riostream.h>
  16 #include <TMath.h>
  17
  18 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  19 #include "AliITSgeomSDD.h"
  20 #include "AliITSresponseSDD.h"
  21
  22 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23 // Segmentation class for drift detectors                                  //
  24 //                                                                         //
  25 //     microcables                                  microcables            //
  26 //       /\                                           /\                   //
  27 //       ||                                           ||                   //
  28 //       ||                                           ||                   //
  29 //       ||                                           ||                   //
  30 //        0                     256                    0                   //
  31 //      0 |----------------------|---------------------| 511               //
  32 //        |       time-bins      |     time-bins       |                   //
  33 //        | a                    |                   a |                   //
  34 //        | n                    |                   n |                   //
  35 //    X <_|_o____________________|___________________o_|__                 //
  36 //        | d                    |                   d |                   //
  37 //        | e     LEFT SIDE      |   RIGHT SIDE      e |                   //
  38 //        | s     CHANNEL 0      |   CHANNEL 1       s |                   //
  39 //        |       Xlocal > 0     |   Xlocal < 0        |                   //
  40 //    255 |----------------------|---------------------| 256               //
  41 //                               |                                         //
  42 //                               |                                         //
  43 //                               V                                         //
  44 //                               Z                                         //
  45 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  46
  47 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDxDefault = 35085.;
  48 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDzDefault = 75264.;
  49 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDyDefault = 300.;
  50 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkPitchDefault = 294.;
  51 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkClockDefault = 40.;
  52 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkHalfNanodesDefault = 256;
  53 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkNsamplesDefault = 256;
  54 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkNchipsPerHybrid = 4;
  55 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkNanodesPerChip = 64;
  56 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkCm2Micron = 10000.;
  57 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkMicron2Cm = 1.0E-04;
  58 ClassImp(AliITSsegmentationSDD)
  59 //----------------------------------------------------------------------
  60 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(AliITSgeom* geom):
  61 AliITSsegmentation(),
  62 fNsamples(0),
  63 fNanodes(0),
  64 fPitch(0),
  65 fTimeStep(0),
  66 fDriftSpeed(0),
  67 fSetDriftSpeed(0){
  68   // constructor
  69   InitFromGeom(geom);
  70 }
  71 //______________________________________________________________________
  72 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD() : AliITSsegmentation(),
  73 fNsamples(0),
  74 fNanodes(0),
  75 fPitch(0),
  76 fTimeStep(0),
  77 fDriftSpeed(0),
  78 fSetDriftSpeed(0){
  79   // Default constructor
  80   Init();
  81 }
  82
  83 //______________________________________________________________________
  84 void AliITSsegmentationSDD::Copy(TObject &obj) const {
  85   // protected method. copy this to obj
  86   AliITSsegmentation::Copy(obj);
  87   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNsamples = fNsamples;
  88   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNanodes = fNanodes;
  89   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fPitch = fPitch;
  90   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fTimeStep = fTimeStep;
  91   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fDriftSpeed = fDriftSpeed;
  92   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fSetDriftSpeed = fSetDriftSpeed;
  93 }
  94
  95 //______________________________________________________________________
  96 AliITSsegmentationSDD& AliITSsegmentationSDD::operator=(const AliITSsegmentationSDD &source){
  97    // = operator
  98    if(this==&source) return *this;
  99    source.Copy(*this);
 100    return *this;
 101 }
 102
 103 //____________________________________________________________________________
 104 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(const AliITSsegmentationSDD &source) :
 105     AliITSsegmentation(source),
 106 fNsamples(0),
 107 fNanodes(0),
 108 fPitch(0),
 109 fTimeStep(0),
 110 fDriftSpeed(0),
 111 fSetDriftSpeed(0){
 112   // copy constructor
 113   source.Copy(*this);
 114 }
 115
 116 //----------------------------------------------------------------------
 117 void AliITSsegmentationSDD::Init(){
 118 // Standard initilisation routine
 119    fDriftSpeed=AliITSresponseSDD::DefaultDriftSpeed();
 120    fCorr=0;
 121    SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
 122    SetPadSize(fgkPitchDefault,fgkClockDefault);
 123    SetNPads(fgkHalfNanodesDefault,fgkNsamplesDefault);
 124 }
 125 //----------------------------------------------------------------------
 126 void AliITSsegmentationSDD::InitFromGeom(AliITSgeom *geom){
 127 // Inizialization from geometry
 128   Init();
 129   if(!geom) {
 130     AliFatal("Pointer to ITS geometry class (AliITSgeom) is null\n");
 131     return;
 132   }
 133   AliITSgeomSDD *gsdd = (AliITSgeomSDD *) (geom->GetShape(3,1,1));
 134
 135   fDz = 2.*fgkCm2Micron*gsdd->GetDz();
 136   fDx = fgkCm2Micron*gsdd->GetDx();
 137   fDy = 2.*fgkCm2Micron*gsdd->GetDy();
 138
 139 }
 140
 141 //----------------------------------------------------------------------
 142 void AliITSsegmentationSDD::
 143 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
 144   // returns neighbours for use in Cluster Finder routines and the like
 145
 146     if(iX >= fNanodes) printf("iX > fNanodes %d %d\n",iX,fNanodes);
 147     if(iZ >= fNsamples) printf("iZ > fNsamples %d %d\n",iZ,fNsamples);
 148     *Nlist=4;
 149     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 150     if(iX && (iX != fNanodes/2)) Xlist[2]=iX-1;
 151     else Xlist[2]=iX;
 152     if ((iX !=fNanodes/2 -1) && (iX != fNanodes)) Xlist[3]=iX+1;
 153     else Xlist[3]=iX;
 154     if(iZ) Zlist[0]=iZ-1;
 155     else Zlist[0]=iZ;
 156     if (iZ < fNsamples) Zlist[1]=iZ+1;
 157     else Zlist[1]=iZ;
 158     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 159 }
 160 //----------------------------------------------------------------------
 161 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetAnodeFromLocal(Float_t xloc,Float_t zloc) const {
 162   // returns anode coordinate (as float) starting from local coordinates
 163   Float_t xAnode=zloc*fgkCm2Micron/fPitch;
 164   if(xloc>0){   // left side (anodes 0-255, anode 0 at zloc<0)
 165     xAnode+=(Float_t)fNanodes/4;
 166   }else{ // right side (anodes 256-511, anode 0 at zloc>0)
 167     xAnode=3*fNanodes/4-xAnode;
 168   }
 169   return xAnode;
 170 }
 171
 172 //----------------------------------------------------------------------
 173 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetLocalZFromAnode(Int_t nAnode) const{
 174   // returns local Z coordinate from anode number (integer)
 175   Float_t zAnode=(Float_t)nAnode+0.5;
 176   return GetLocalZFromAnode(zAnode);
 177 }
 178
 179 //----------------------------------------------------------------------
 180 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetLocalZFromAnode(Float_t zAnode) const{
 181   // returns local Z coordinate from anode number (float)
 182   Float_t zloc=0.;
 183   if(zAnode<fNanodes/2){ // left side
 184     zloc=(zAnode*fPitch-fDz/2)*fgkMicron2Cm;
 185   }else{  // right side
 186     zAnode-=fNanodes/2;
 187     zloc=-(zAnode*fPitch-fDz/2)*fgkMicron2Cm;
 188   }
 189   return zloc;
 190 }
 191 //----------------------------------------------------------------------
 192 Int_t AliITSsegmentationSDD::GetChipFromChannel(Int_t ix, Int_t iz) const {
 193   if(iz>=fNanodes  || iz<0 || ix>fNsamples){
 194     AliError("Bad cell number");
 195     return -1;
 196   }
 197   Int_t theChip=iz/fgkNanodesPerChip;
 198   return theChip;
 199 }
 200 //----------------------------------------------------------------------
 201 Int_t AliITSsegmentationSDD::GetChipFromLocal(Float_t xloc, Float_t zloc) const {
 202   Float_t detsize=fDz*fgkMicron2Cm;
 203   Float_t chipsize=detsize/(Float_t)fgkNchipsPerHybrid;
 204   zloc+=detsize/2.;
 205   if(zloc<-0.01 || zloc>detsize+0.01){ // 100 micron tolerance around edges
 206     AliError("Z local value out of sensitive SDD area");
 207     return -1;
 208   }
 209   Int_t iChip=int(zloc/chipsize);
 210   if(zloc<0.) iChip=0;
 211   if(zloc>=detsize) iChip=fgkNchipsPerHybrid-1;
 212   if(iChip>=fgkNchipsPerHybrid || iChip<0){
 213     AliError(Form("Bad chip number %d",iChip));
 214     return -1;
 215   }
 216   Int_t iSide=GetSideFromLocalX(xloc);
 217   if(iSide==1) iChip=fgkNchipsPerHybrid-iChip+3;   // i.e. 7-iChip
 218   return iChip;
 219 }
 220 //----------------------------------------------------------------------
 221 void AliITSsegmentationSDD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,
 222                                       Int_t &timebin,Int_t &anode) const {
 223 // Returns cell coordinates (time sample,anode)
 224 // for given real local coordinates (x,z)
 225
 226   // expects x, z in cm
 227
 228   Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(x*fgkCm2Micron);
 229   timebin=(Int_t)(driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep);
 230   anode=(Int_t)GetAnodeFromLocal(x,z);
 231   if(!fSetDriftSpeed){
 232     timebin=-999;
 233     AliWarning("Drift speed not set: timebin is dummy");
 234   }
 235
 236 }
 237 //----------------------------------------------------------------------
 238 void AliITSsegmentationSDD::GetPadCxz(Int_t timebin,Int_t anode,
 239                                       Float_t &x ,Float_t &z) const{
 240   // Transform from cell to real local coordinates
 241   // returns x, z in cm
 242
 243   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 244   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 245
 246   Float_t driftpath=GetDriftTimeFromTb(timebin)*fDriftSpeed;
 247   if (anode < fNanodes/2){ // left side, positive x
 248     x=(fDx-driftpath)*fgkMicron2Cm;
 249   }else{ // right side, negative x
 250     x = -(fDx-driftpath)*fgkMicron2Cm;
 251   }
 252   z=GetLocalZFromAnode(anode);
 253   if(!fSetDriftSpeed){
 254     x=-9999.;
 255     AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 256   }
 257 }
 258 //----------------------------------------------------------------------
 259 void AliITSsegmentationSDD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 260     // Get anode and time bucket as floats - numbering from 0
 261
 262     // expects x, z in cm
 263
 264     Float_t xloc=x;
 265     Float_t zloc=z;
 266     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(fgkCm2Micron*xloc);
 267     x=driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep;
 268     if (xloc < 0) x = -x;
 269     z=GetAnodeFromLocal(xloc,zloc);
 270     if(!fSetDriftSpeed){
 271       x=-9999.;
 272       AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 273     }
 274 }
 275 //----------------------------------------------------------------------
 276 void AliITSsegmentationSDD::Print(Option_t *opt) const {
 277   // Print SDD segmentation Parameters
 278
 279    cout << "**************************************************" << endl;
 280    cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << opt << endl;
 281    cout << "**************************************************" << endl;
 282    cout << "Number of Time Samples: " << fNsamples << endl;
 283    cout << "Number of Anodes: " << fNanodes << endl;
 284    cout << "Time Step (ns): " << fTimeStep << endl;
 285    cout << "Anode Pitch (um): " << fPitch << endl;
 286    cout << "Full Detector Width     (x): " << fDx;
 287    cout<<" (Default is "<<fgkDxDefault<<") "<<endl;
 288    cout << "Half Detector Length    (z): " << fDz;
 289    cout<<" (Default is "<<fgkDzDefault<<") "<<endl;
 290    cout << "Full Detector Thickness (y): " << fDy;
 291    cout<<" (Default is "<<fgkDyDefault<<") "<<endl;
 292    cout << "**************************************************" << endl;
 293
 294 }
 295
 296 //----------------------------------------------------------------------
 297 void AliITSsegmentationSDD::PrintDefaultParameters() const {
 298   // print SDD parameters defined as static const data members
 299
 300   cout << "**************************************************" << endl;
 301   cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << endl;
 302   cout << " Default values defined as static const data members"<< endl;
 303   cout << " Actual values can be set with the relevant setters"<< endl;
 304   cout << "**************************************************" << endl;
 305   cout<<"fgkDxDefault = "<<fgkDxDefault<<endl;
 306   cout<<"fgkDzDefault = "<<fgkDzDefault<<endl;
 307   cout<<"fgkDyDefault = "<<fgkDyDefault<<endl;
 308   cout<<"fgkPitchDefault = "<<fgkPitchDefault<<endl;
 309   cout<<"fgkClockDefault = "<<fgkClockDefault<<endl;
 310   cout<<"fgkHalfNanodesDefault = "<<fgkHalfNanodesDefault<<endl;
 311   cout<<"fgkNsamplesDefault = "<<fgkNsamplesDefault<<endl;
 312   cout << "**************************************************" << endl;
 313
 314 }
 315
 316 //______________________________________________________________________
 317 Bool_t AliITSsegmentationSDD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
 318                                          Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 319 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 320 // time bucket numbers ix and anode number iz.
 321 // Input:
 322 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 323 //                  center of the sensitive volume.
 324 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 325 //                  center of the sensitive volulme.
 326 // Output:
 327 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 328 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 329 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 330 // detector segmentation as defined.
 331
 332     Float_t dx,dz;
 333
 334     ix = -1; // default values
 335     iz = -1; // default values
 336     dx = -fgkMicron2Cm*Dx(); // lower left edge in cm.
 337     dz = -0.5*fgkMicron2Cm*Dz(); // lower left edge in cm.
 338     if(x<dx || x>-dx) {
 339       AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",x,dx,-dx));
 340       return kFALSE; // outside of defined volume.
 341     }
 342     if(z<dz || z>-dz) {
 343       AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",z,dz,-dz));
 344       return kFALSE; // outside of defined volume.
 345     }
 346     GetPadIxz(x,z,ix,iz);
 347     if(!fSetDriftSpeed){
 348       ix=-999;
 349       AliWarning("Drift speed not set: timebin is dummy");
 350       return kFALSE;
 351     }
 352     return kTRUE; // Found ix and iz, return.
 353 }
 354 //______________________________________________________________________
 355 void AliITSsegmentationSDD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
 356 {
 357 // Transformation from Detector time bucket and anode coordiantes to Geant
 358 // detector centerd local coordinates (cm).
 359 // Input:
 360 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 361 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 362 // Output:
 363 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 364 //                  center of the sensitive volume.
 365 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 366 //                  center of the sensitive volulme.
 367 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -Dx()
 368 // or -0.5*Dz() is returned.
 369
 370   x=-Dx();
 371   z=-0.5*Dz();
 372   if(ix<0 || ix>=Npx()) {
 373     AliWarning(Form("Input argument %d out of range (0, %d)",ix,Npx()));
 374     return; // outside of detector
 375   }
 376   if(iz<0 || iz>=Npz()) {
 377     AliWarning(Form("Input argument %d out of range (0, %d)",iz,Npz()));
 378     return; // outside of detctor
 379   }
 380   GetPadCxz(ix,iz,x,z);
 381   if(!fSetDriftSpeed){
 382     x=-9999.;
 383     AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 384   }
 385   return; // Found x and z, return.
 386 }