TPC/AliTPCRF1D.cxx

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   3  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18
  19 //-----------------------------------------------------------------------------
  20 //
  21 //
  22 //
  23 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  24 //
  25 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  26 //
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 //
  30
  31 #include <Riostream.h>
  32 #include <TCanvas.h>
  33 #include <TClass.h>
  34 #include <TF2.h>
  35 #include <TH1.h>
  36 #include <TMath.h>
  37 #include <TPad.h>
  38 #include <TString.h>
  39 #include <TStyle.h>
  40
  41 #include "AliTPCRF1D.h"
  42
  43 extern TStyle * gStyle;
  44
  45 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  46 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  47
  48 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  49 {
  50   //Gauss function  -needde by the generic function object
  51   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  52 }
  53
  54 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  55 {
  56   //Cosh function  -needde by the generic function object
  57   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  58 }
  59
  60 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  61 {
  62   //Gati function  -needde by the generic function object
  63   Float_t k3=par[1];
  64   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  65   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  66   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  67   Float_t l=x[0]/par[0];
  68   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  69   tan2*=tan2;
  70   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  71   return res;
  72 }
  73
  74 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  75 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  76
  77 ClassImp(AliTPCRF1D)
  78
  79
  80 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  81            :TObject(),
  82             fNRF(0),
  83             fDSTEPM1(0.),
  84             fcharge(0),
  85             forigsigma(0.),
  86             fpadWidth(3.5),
  87             fkNorm(0.5),
  88             fInteg(0.),
  89             fGRF(0),
  90             fSigma(0.),
  91             fOffset(0.),
  92             fDirect(kFALSE),
  93             fPadDistance(0.)
  94 {
  95   //default constructor for response function object
  96   fDirect=direct;
  97   if (np!=0)fNRF = np;
  98   else (fNRF=fgNRF);
  99   fcharge = new Float_t[fNRF];
 100   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 101   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 102   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 103     funParam[i]=0.;
 104     fType[i]=0;
 105   }
 106
 107 }
 108
 109 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 110            :TObject(prf),
 111             fNRF(0),
 112             fDSTEPM1(0.),
 113             fcharge(0),
 114             forigsigma(0.),
 115             fpadWidth(3.5),
 116             fkNorm(0.5),
 117             fInteg(0.),
 118             fGRF(0),
 119             fSigma(0.),
 120             fOffset(0.),
 121             fDirect(kFALSE),
 122             fPadDistance(0.)
 123 {
 124
 125   //
 126   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 127   fcharge = new Float_t[fNRF];
 128   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 129   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 130   //PH Change the name (add 0 to the end)
 131   TString s(fGRF->GetName());
 132   s+="0";
 133   fGRF->SetName(s.Data());
 134   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 135     funParam[i]=0.;
 136     fType[i]=0;
 137   }
 138 }
 139
 140 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 141 {
 142   //
 143   if (fcharge) delete fcharge;
 144   if (fGRF) delete fGRF;
 145   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 146   fcharge = new Float_t[fNRF];
 147   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 148   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 149    //PH Change the name (add 0 to the end)
 150   TString s(fGRF->GetName());
 151   s+="0";
 152   fGRF->SetName(s.Data());
 153   return (*this);
 154 }
 155
 156
 157
 158 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 159 {
 160   //
 161   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 162   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 163 }
 164
 165 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 166 {
 167   //function which return response
 168   //for the charge in distance xin
 169   //return linear aproximation of RF
 170   Float_t x = (xin-fOffset)*fDSTEPM1+fNRF/2;
 171   Int_t i1=Int_t(x);
 172   if (x<0) i1-=1;
 173   Float_t res=0;
 174   if (i1+1<fNRF &&i1>0)
 175     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 176   return res;
 177 }
 178
 179 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 180 {
 181   //function which returnoriginal charge distribution
 182   //this function is just normalised for fKnorm
 183   if (fGRF != 0 )
 184     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 185       else
 186     return 0.;
 187 }
 188
 189
 190 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 191                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 192 {
 193   //adjust parameters of the original charge distribution
 194   //and pad size parameters
 195    fpadWidth = padwidth;
 196    fGRF = GRF;
 197    fkNorm = kNorm;
 198    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 199    forigsigma=sigma;
 200    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 201    sprintf(fType,"User");
 202    //   Update();
 203 }
 204
 205
 206 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 207                       Float_t kNorm)
 208 {
 209   //
 210   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 211   //
 212   fpadWidth = padWidth;
 213   fkNorm = kNorm;
 214   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 215   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 216   funParam[0]=sigma;
 217   forigsigma=sigma;
 218   fGRF->SetParameters(funParam);
 219    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 220   //by default I set the step as one tenth of sigma
 221   sprintf(fType,"Gauss");
 222 }
 223
 224 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 225                      Float_t kNorm)
 226 {
 227   //
 228   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 229   //
 230   fpadWidth = padWidth;
 231   fkNorm = kNorm;
 232   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 233   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 234   funParam[0]=sigma;
 235   fGRF->SetParameters(funParam);
 236   forigsigma=sigma;
 237   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 238   //by default I set the step as one tenth of sigma
 239   sprintf(fType,"Cosh");
 240 }
 241
 242 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 243                      Float_t kNorm)
 244 {
 245   //
 246   // set parameters for Gati generic charge distribution
 247   //
 248   fpadWidth = padWidth;
 249   fkNorm = kNorm;
 250   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 251   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 252   funParam[0]=padDistance;
 253   funParam[1]=K3;
 254   fGRF->SetParameters(funParam);
 255   forigsigma=padDistance;
 256   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 257   //by default I set the step as one tenth of sigma
 258   sprintf(fType,"Gati");
 259 }
 260
 261
 262
 263 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 264 {
 265   //
 266   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 267   //
 268   char s[100];
 269   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 270   c1->cd();
 271   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 272   pad1->Draw();
 273   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 274   pad2->Draw();
 275
 276   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 277           fpadWidth);
 278   pad1->cd();
 279   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 280   pad2->cd();
 281    gStyle->SetOptFit(1);
 282    gStyle->SetOptStat(0);
 283   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 284   Float_t x=x1;
 285   Float_t y1;
 286   Float_t y2;
 287
 288   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 289     {
 290       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 291       y1 = GetRF(x);
 292       hRFc->Fill(x,y1);
 293       y2 = GetGRF(x);
 294       hRFo->Fill(x,y2);
 295     };
 296   pad1->cd();
 297   hRFo->Fit("gaus");
 298   pad2->cd();
 299   hRFc->Fit("gaus");
 300 }
 301
 302 void AliTPCRF1D::Update()
 303 {
 304   //
 305   //update fields  with interpolated values for
 306   //PRF calculation
 307
 308   //at the begining initialize to 0
 309   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 310   if ( fGRF == 0 ) return;
 311   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 312   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 313   if (fDirect==kFALSE){
 314   //integrate charge over pad for different distance of pad
 315   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 316     {      //x in cm fpadWidth in cm
 317       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 318       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 319       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 320       fcharge[i] =
 321         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 322     };
 323   }
 324   else{
 325     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 326       {      //x in cm fpadWidth in cm
 327         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 328         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 329       };
 330   }
 331   fSigma = 0;
 332   Float_t sum =0;
 333   Float_t mean=0;
 334   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 335     {      //x in cm fpadWidth in cm
 336       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 337       fSigma+=x*x*weight;
 338       mean+=x*weight;
 339       sum+=weight;
 340     };
 341   if (sum>0){
 342     mean/=sum;
 343     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 344   }
 345   else fSigma=0;
 346 }
 347
 348 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 349 {
 350    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 351    if (R__b.IsReading()) {
 352       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 353       //read functions
 354
 355       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 356       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 357       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 358       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 359
 360    } else {
 361       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 362    }
 363 }
 364
 365
 366 Double_t  AliTPCRF1D::Gamma4(Double_t x, Double_t p0, Double_t p1){
 367   //
 368   // Gamma 4 Time response function of ALTRO
 369   //
 370   if (x<0) return 0;
 371   Double_t g1 = TMath::Exp(-4.*x/p1);
 372   Double_t g2 = TMath::Power(x/p1,4);
 373   return p0*g1*g2;
 374 }
 375