TPC/AliTPC.h

   1 #ifndef TPC_H
   2 #define TPC_H
   3 ////////////////////////////////////////////////
   4 //  Manager class for TPC                     //
   5 ////////////////////////////////////////////////
   6
   7 #include "AliDetector.h"
   8 #include "AliHit.h"
   9 #include "AliDigit.h"
  10 #include "AliTPCSecGeo.h"
  11 #include "AliTPCParam.h"
  12 #include <TMatrix.h>
  13 #include <TTree.h>
  14 #include <TClonesArray.h>
  15
  16 #define MAXTPCTBK 500
  17
  18 class AliTPCcluster;
  19 class AliTPCtrack;
  20 class AliTPCParam;
  21 //MI changes
  22 class AliTPCD;
  23
  24 class AliTPC : public AliDetector {
  25 protected:
  26   Int_t          fSens;             // ISENS
  27   Int_t          fSecAL;            // Upper sector selector
  28   Int_t          fSecAU;            // Lower sector selector
  29   Int_t          fSecLows[6];       // List of lower sectors selected
  30   Int_t          fSecUps[12];       // List of upper sectors selected
  31   Int_t          fNsectors;         // Number of sectors in TPC
  32   Int_t          fNclusters;        // Number of clusters in TPC
  33   Int_t          fNtracks;          // Number of tracks in TPC
  34   Int_t          *fClustersIndex;   // Index for each sector in fClusters
  35   Int_t          *fDigitsIndex;     // Index for each sector in fDigits
  36
  37   //MK changes
  38
  39   Float_t        fSide;  // selects left(-1), right(+1), or both(0) sides of the TPC
  40   Int_t          fNoComp; // number of a drift gas components
  41   Int_t          fMixtComp[3]; // drift gas components
  42   Float_t        fMixtProp[3]; // mixture proportions
  43
  44   //
  45
  46   TClonesArray   *fClusters;        // List of clusters for all sectors
  47   TClonesArray   *fTracks;          // List of reconstructed tracks
  48   //MI changes
  49   AliTPCD * fDigParam;              //detector parameters
  50 public:
  51   AliTPC();
  52   AliTPC(const char *name, const char *title);
  53   virtual      ~AliTPC();
  54   virtual void  AddCluster(Float_t*, Int_t*);
  55   /*virtual*/void  AddCluster(const AliTPCcluster&);
  56   virtual void  AddDigit(Int_t*, Int_t*);
  57   virtual void  AddHit(Int_t, Int_t*, Float_t*);
  58   virtual void  AddTrack(Float_t*);
  59   /*virtual*/void  AddTrack(const AliTPCtrack&);
  60   Int_t         DistancetoPrimitive(Int_t px, Int_t py);
  61   virtual void  BuildGeometry();
  62   virtual void  CreateGeometry() {}
  63   virtual void  CreateMaterials();
  64   virtual void  Hits2Clusters();
  65
  66   virtual void  Hits2Digits();   //MI change
  67   virtual void Hits2DigitsSector(Int_t isec);  //MI change
  68   virtual void  Init();
  69   virtual Int_t IsVersion() const =0;
  70   virtual void  Digits2Clusters();
  71   virtual void  Clusters2Tracks();
  72   TClonesArray  *Clusters() {return fClusters;}
  73   TClonesArray  *Tracks()   {return fTracks;}
  74   Int_t         *GetClustersIndex() {return fClustersIndex;}
  75   Int_t         *GetDigitsIndex()   {return fDigitsIndex;}
  76   Int_t         GetNsectors()       {return fNsectors;}
  77   virtual void  MakeBranch(Option_t *opt=" ");
  78   virtual void  ResetDigits();
  79   virtual void  SetSecAL(Int_t sec);
  80   virtual void  SetSecAU(Int_t sec);
  81   virtual void  SetSecLows(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6);
  82   virtual void  SetSecUps (Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6,
  83                            Int_t s7,Int_t s8,Int_t s9,Int_t s10, Int_t s11, Int_t s12);
  84   virtual void  SetSens(Int_t sens);
  85   //MK changes
  86
  87   virtual void  SetSide(Float_t side);
  88   virtual void  SetGasMixt(Int_t nc,Int_t c1,Int_t c2,Int_t c3,Float_t p1,
  89                            Float_t p2,Float_t p3);
  90
  91   virtual void  StepManager()=0;
  92   virtual void  DrawDetector() {}
  93   AliTPCD*  GetDigParam() {return fDigParam;} //MI change8
  94   void SetDigParam(AliTPCD* param) {fDigParam=param;}  //MI must think about it
  95 private:
  96   //
  97   void ElDiff(Float_t *xyz);
  98   void MakeTriplet(Int_t row,TObjArray **rowTriplet,
  99                    TObjArray **prow);
 100
 101   void ExB(Float_t *xyz);
 102   void DigitizeRow(Int_t irow,Int_t isec,TObjArray **rowTriplet);
 103   Float_t GetSignal(TObjArray *p1, Int_t ntr, Int_t np, TMatrix *m1, TMatrix *m2,
 104                     Int_t *IndexRange);
 105   void GetList (Float_t label,Int_t np,TMatrix *m,Int_t *IndexRange,
 106                 Float_t **pList);
 107   void MakeSector(Int_t isec,Int_t nrows,TTree *TH,Stat_t ntracks,TObjArray **row);
 108   void GetCrossTalk (Int_t iFlag,TObjArray *p,Int_t ntracks,Int_t *npads,
 109                      TMatrix *m);
 110
 111
 112   ClassDef(AliTPC,2)  // Time Projection Chamber class
 113 };
 114
 115 //_____________________________________________________________________________
 116
 117 class AliTPCcluster : public TObject {
 118 public:
 119   Int_t     fTracks[3];//labels of overlapped tracks
 120   Int_t     fSector;   //sector number
 121   Int_t     fPadRow;   //PadRow number
 122   Float_t   fY ;       //Y of cluster
 123   Float_t   fZ ;       //Z of cluster
 124   Float_t   fQ ;       //Q of cluster (in ADC counts)
 125   Float_t   fSigmaY2;  //Sigma Y square of cluster
 126   Float_t   fSigmaZ2;  //Sigma Z square of cluster
 127
 128 public:
 129   AliTPCcluster() {
 130     fTracks[0]=fTracks[1]=fTracks[2]=0;
 131     fSector=fPadRow=0;
 132     fY=fZ=fQ=fSigmaY2=fSigmaZ2=0.;
 133   }
 134   AliTPCcluster(Float_t *hits, Int_t*);
 135   virtual ~AliTPCcluster() {;}
 136   void Use() {fTracks[0]=-fTracks[0];}
 137   int IsUsed() const {return (fTracks[0]<0) ? 1 : 0;}
 138   void GetXYZ(Float_t *x, const AliTPCParam *) const; //Get global x,y,z
 139   Bool_t    IsSortable() const;
 140   Int_t Compare(TObject *o) ;
 141   ClassDef(AliTPCcluster,1)  // Time Projection Chamber clusters
 142 };
 143
 144
 145 //_____________________________________________________________________________
 146
 147 class AliTPCdigit : public AliDigit {
 148 public:
 149    Int_t     fSector;     //array of volumes
 150    Int_t     fPadRow;     //Row number
 151    Int_t     fPad ;       //Pad number
 152    Int_t     fTime;       //Time bucket
 153    Int_t     fSignal;     //Signal amplitude
 154
 155 public:
 156    AliTPCdigit() {}
 157    AliTPCdigit(Int_t *tracks, Int_t *digits);
 158    virtual ~AliTPCdigit() {}
 159
 160    ClassDef(AliTPCdigit,1)  // Time Projection Chamber digits
 161 };
 162
 163
 164 //_____________________________________________________________________________
 165
 166 class AliTPChit : public AliHit {
 167 public:
 168    Int_t     fSector;     //sector number
 169    Int_t     fPadRow;     //Pad Row number
 170    Float_t   fQ ;         //charge
 171
 172 public:
 173    AliTPChit() {}
 174    AliTPChit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits);
 175    virtual ~AliTPChit() {}
 176
 177    ClassDef(AliTPChit,1)  // Time Projection Chamber hits
 178 };
 179
 180
 181 //_____________________________________________________________________________
 182
 183 const unsigned MAX_CLUSTER_PER_ROW=1500;
 184 const Double_t FIELD=0.2;
 185
 186 class AliTPCtrack : public TObject {
 187    Double_t fAlpha;          // rotation angle
 188    Double_t ref;             // track reference plane (X-coordinate)
 189    TVector x;                // vector of track parameters
 190    TMatrix C;                // covariance matrix of track parameters
 191    TObjArray clusters;       // pointers to clusters belonging to this track
 192    Double_t chi2;            // total chi2 value for this track
 193 public:
 194    AliTPCtrack(Float_t *hits);
 195    AliTPCtrack(const AliTPCcluster& c, const TVector& xx, const TMatrix& CC,
 196                const AliTPCParam *);
 197    AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t);
 198    int PropagateTo(Double_t x,
 199                     Double_t x0=28.94,Double_t rho=0.9e-3,Double_t pm=0.139);
 200    void PropagateToVertex(
 201                     Double_t x0=36.66,Double_t rho=1.2e-3,Double_t pm=0.139);
 202    void Update(const AliTPCcluster* c, Double_t chi2);
 203    int Rotate(Double_t angle);
 204
 205    void UseClusters() const ;
 206    Double_t GetPredictedChi2(const AliTPCcluster*) const ;
 207    Double_t GetX() const {return ref;}
 208    Double_t GetY() const {return x(0);}
 209    Double_t GetC() const {return x(2);}
 210    Double_t GetY(Double_t x) const;
 211    Double_t GetZ() const {return x(1);}
 212    Double_t GetTgl() const {return x(4);}
 213    Double_t GetPt() const {return 0.3*FIELD/x(2)/100;}
 214    int GetLab() const ;
 215    Double_t GetSigmaY2() const {return C(0,0);}
 216    Double_t GetSigmaZ2() const {return C(1,1);}
 217    Double_t GetSigmaC2() const {return C(2,2);}
 218    Double_t GetSigmaTgl2() const {return C(4,4);}
 219    Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
 220    Double_t GetChi2() const {return chi2;}
 221    operator int() const {return clusters.GetEntriesFast();}
 222    AliTPCcluster& operator[](int i) {
 223       return *((AliTPCcluster*)clusters.UncheckedAt(i));
 224    }
 225    void GetPxPyPz(Double_t&, Double_t&, Double_t&) const ;
 226    void GetXYZ(Double_t& X,Double_t& Y,Double_t& Z) const {X=ref;Y=x(0);Z=x(1);}
 227
 228    ClassDef(AliTPCtrack,1)  // Time Projection Chamber reconstructed tracks
 229 };
 230
 231 //_____Classes for internal tracking use ______________________________________
 232
 233 class TrackSeed : public AliTPCtrack {
 234 public:
 235    TrackSeed(const AliTPCcluster& c, const TVector& x, const TMatrix& C,
 236    const AliTPCParam *p) : AliTPCtrack(c,x,C,p) {}
 237    Bool_t IsSortable() const {return kTRUE;}
 238    Int_t Compare(TObject *o) {
 239       AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
 240       Double_t c =GetSigmaY2();
 241       Double_t co=t->GetSigmaY2();
 242       if (c>co) return 1;
 243       else if (c<co) return -1;
 244       return 0;
 245    }
 246 };
 247
 248 class AliTPCRow {
 249    unsigned num_of_clusters;
 250    const AliTPCcluster *clusters[MAX_CLUSTER_PER_ROW];
 251 public:
 252    AliTPCRow() {num_of_clusters=0;}
 253    void InsertCluster(const AliTPCcluster*);
 254
 255    operator int() const {return num_of_clusters;}
 256    const AliTPCcluster* operator[](int i) const {return clusters[i];}
 257    int Find(Double_t y) const;
 258 };
 259
 260
 261 class AliTPCSector {
 262 protected:
 263    unsigned num_of_rows;
 264    AliTPCRow *row;
 265    const AliTPCParam *param;
 266 public:
 267    AliTPCSector() {
 268       row = 0; num_of_rows=0;
 269       param=0;
 270    }
 271    virtual void SetUp(AliTPCParam *p) {param=p;}
 272    virtual ~AliTPCSector() { delete[] row; }
 273    AliTPCRow& operator[](int i) const { return *(row+i); }
 274    virtual Double_t GetX(int l) const = 0;
 275    virtual Double_t GetMaxY(int l) const = 0;
 276    virtual Double_t GetAlpha() const = 0;
 277 };
 278
 279 class AliTPCSSector : public AliTPCSector {
 280 public:
 281    AliTPCSSector(){}
 282    virtual ~AliTPCSSector() {}
 283    virtual void SetUp(AliTPCParam *p) {
 284       param=p;
 285       num_of_rows=p->GetNRowLow();
 286       row=new AliTPCRow[num_of_rows];
 287    }
 288    Double_t GetX(int l) const { return param->GetPadRowRadiiLow(l); }
 289    Double_t GetAlpha() const {return alpha_low;}
 290    Double_t GetMaxY(int l) const { return GetX(l)*tan(0.5*GetAlpha()); }
 291 };
 292
 293 class AliTPCLSector : public AliTPCSector {
 294 public:
 295    AliTPCLSector(){}
 296    virtual ~AliTPCLSector() {}
 297    virtual void SetUp(AliTPCParam *p) {
 298       param=p;
 299       num_of_rows=p->GetNRowUp();
 300       row=new AliTPCRow[num_of_rows];
 301    }
 302    Double_t GetX(int l) const { return param->GetPadRowRadiiUp(l); }
 303    Double_t GetAlpha() const {return alpha_up;}
 304    Double_t GetMaxY(int l) const { return GetX(l)*tan(0.5*GetAlpha()); }
 305 };
 306
 307
 308
 309
 310 #endif
 311