TPC/AliTPCRF1D.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   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     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.4.8.2  2000/04/10 08:53:09  kowal2
  19
  20 Updates by M. Ivanov
  21
  22
  23 Revision 1.4  1999/09/29 09:24:34  fca
  24 Introduction of the Copyright and cvs Log
  25
  26 */
  27
  28 //-----------------------------------------------------------------------------
  29 //  $Header$
  30 //
  31 //
  32 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  33 //
  34 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  35 //
  36 //-----------------------------------------------------------------------------
  37
  38 #include "TMath.h"
  39 #include "AliTPCRF1D.h"
  40 #include "TF2.h"
  41 #include <iostream.h>
  42 #include "TCanvas.h"
  43 #include "TPad.h"
  44 #include "TStyle.h"
  45 #include "TH1.h"
  46
  47 extern TStyle * gStyle;
  48
  49 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  50 {
  51   //Gauss function  -needde by the generic function object
  52   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  53 }
  54
  55 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  56 {
  57   //Cosh function  -needde by the generic function object
  58   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  59 }
  60
  61 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  62 {
  63   //Gati function  -needde by the generic function object
  64   Float_t K3=par[1];
  65   Float_t K3R=TMath::Sqrt(K3);
  66   Float_t K2=(TMath::Pi()/2)*(1-K3R/2.);
  67   Float_t K1=K2*K3R/(4*TMath::ATan(K3R));
  68   Float_t l=x[0]/par[0];
  69   Float_t tan2=TMath::TanH(K2*l);
  70   tan2*=tan2;
  71   Float_t res = K1*(1-tan2)/(1+K3*tan2);
  72   return res;
  73 }
  74
  75 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  76 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  77
  78 ClassImp(AliTPCRF1D)
  79
  80
  81 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  82 {
  83   //default constructor for response function object
  84   fDirect=direct;
  85   fNRF = np;
  86   fcharge = new Float_t[fNRF];
  87   fDSTEPM1=1./step;
  88   fSigma = 0;
  89   fGRF = 0;
  90   fkNorm = 0.5;
  91   fpadWidth = 3.5;
  92   forigsigma=0.;
  93   fOffset = 0.;
  94 }
  95
  96
  97 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
  98 {
  99   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 100   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 101 }
 102
 103 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 104 {
 105   //function which return response
 106   //for the charge in distance xin
 107   //return linear aproximation of RF
 108   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 109   Int_t i1=Int_t(x);
 110   if (x<0) i1-=1;
 111   Float_t res=0;
 112   if (i1+1<fNRF)
 113     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 114   return res;
 115 }
 116
 117 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 118 {
 119   //function which returnoriginal charge distribution
 120   //this function is just normalised for fKnorm
 121   if (fGRF != 0 )
 122     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 123       else
 124     return 0.;
 125 }
 126
 127
 128 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 129                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 130 {
 131   //adjust parameters of the original charge distribution
 132   //and pad size parameters
 133    fpadWidth = padwidth;
 134    fGRF = GRF;
 135    fkNorm = kNorm;
 136    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 137    forigsigma=sigma;
 138    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 139    sprintf(fType,"User");
 140    //   Update();
 141 }
 142
 143
 144 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 145                       Float_t kNorm)
 146 {
 147   //
 148   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 149   //
 150   fpadWidth = padWidth;
 151   fkNorm = kNorm;
 152   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 153   fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5,5,2);
 154   funParam[0]=sigma;
 155   forigsigma=sigma;
 156   fGRF->SetParameters(funParam);
 157    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 158   //by default I set the step as one tenth of sigma
 159   sprintf(fType,"Gauss");
 160 }
 161
 162 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 163                      Float_t kNorm)
 164 {
 165   //
 166   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 167   //
 168   fpadWidth = padWidth;
 169   fkNorm = kNorm;
 170   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 171   fGRF = new TF1("fun", funCosh, -5.,5.,2);
 172   funParam[0]=sigma;
 173   fGRF->SetParameters(funParam);
 174   forigsigma=sigma;
 175   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 176   //by default I set the step as one tenth of sigma
 177   sprintf(fType,"Cosh");
 178 }
 179
 180 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 181                      Float_t kNorm)
 182 {
 183   //
 184   // set parameters for Gati generic charge distribution
 185   //
 186   fpadWidth = padWidth;
 187   fkNorm = kNorm;
 188   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 189   fGRF = new TF1("fun", funGati, -5.,5.,2);
 190   funParam[0]=padDistance;
 191   funParam[1]=K3;
 192   fGRF->SetParameters(funParam);
 193   forigsigma=padDistance;
 194   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 195   //by default I set the step as one tenth of sigma
 196   sprintf(fType,"Gati");
 197 }
 198
 199 void AliTPCRF1D::Draw(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 200 {
 201   //
 202   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 203   //
 204   char s[100];
 205   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 206   c1->cd();
 207   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 208   pad1->Draw();
 209   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 210   pad2->Draw();
 211
 212   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 213           fpadWidth);
 214   pad1->cd();
 215   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 216   pad2->cd();
 217    gStyle->SetOptFit(1);
 218    gStyle->SetOptStat(0);
 219   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 220   Float_t x=x1;
 221   Float_t y1;
 222   Float_t y2;
 223
 224   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 225     {
 226       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 227       y1 = GetRF(x);
 228       hRFc->Fill(x,y1);
 229       y2 = GetGRF(x);
 230       hRFo->Fill(x,y2);
 231     };
 232   pad1->cd();
 233   hRFo->Fit("gaus");
 234   pad2->cd();
 235   hRFc->Fit("gaus");
 236 }
 237
 238 void AliTPCRF1D::Update()
 239 {
 240   //
 241   //update fields  with interpolated values for
 242   //PRF calculation
 243
 244   //at the begining initialize to 0
 245   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 246   if ( fGRF == 0 ) return;
 247   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 248   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 249   if (fDirect==kFALSE){
 250   //integrate charge over pad for different distance of pad
 251   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 252     {      //x in cm fpadWidth in cm
 253       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 254       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 255       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 256       fcharge[i] =
 257         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 258     };
 259   }
 260   else{
 261     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 262       {      //x in cm fpadWidth in cm
 263         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 264         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 265       };
 266   }
 267   fSigma = 0;
 268   Float_t sum =0;
 269   Float_t mean=0;
 270   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 271     {      //x in cm fpadWidth in cm
 272       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 273       fSigma+=x*x*weight;
 274       mean+=x*weight;
 275       sum+=weight;
 276     };
 277   if (sum>0){
 278     mean/=sum;
 279     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 280   }
 281   else fSigma=0;
 282 }
 283
 284 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 285 {
 286    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 287
 288    if (R__b.IsReading()) {
 289       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 290       TObject::Streamer(R__b);
 291       //read pad parameters
 292       R__b >> fpadWidth;
 293       //read charge parameters
 294       R__b >> fType[0];
 295       R__b >> fType[1];
 296       R__b >> fType[2];
 297       R__b >> fType[3];
 298       R__b >> fType[4];
 299       R__b >> forigsigma;
 300       R__b >> fkNorm;
 301       R__b >> fK3X;
 302       R__b >> fPadDistance;
 303       R__b >> fInteg;
 304       R__b >> fOffset;
 305       //read functions
 306       if (fGRF!=0) {
 307         delete [] fGRF;
 308         fGRF=0;
 309       }
 310       if (strncmp(fType,"User",3)==0){
 311         fGRF= new TF1;
 312         R__b>>fGRF;
 313       }
 314
 315       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0)
 316         fGRF = new TF1("fun",funGauss,-5.,5.,4);
 317       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)
 318         fGRF = new TF1("fun",funCosh,-5.,5.,4);
 319       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)
 320         fGRF = new TF1("fun",funGati,-5.,5.,4);
 321       R__b >>fDSTEPM1;
 322       R__b >>fNRF;
 323       R__b.ReadFastArray(fcharge,fNRF);
 324       R__b.ReadFastArray(funParam,5);
 325       if (fGRF!=0) fGRF->SetParameters(funParam);
 326
 327    } else {
 328       R__b.WriteVersion(AliTPCRF1D::IsA());
 329       TObject::Streamer(R__b);
 330       //write pad width
 331       R__b << fpadWidth;
 332       //write charge parameters
 333       R__b << fType[0];
 334       R__b << fType[1];
 335       R__b << fType[2];
 336       R__b << fType[3];
 337       R__b << fType[4];
 338       R__b << forigsigma;
 339       R__b << fkNorm;
 340       R__b << fK3X;
 341       R__b << fPadDistance;
 342       R__b << fInteg;
 343       R__b << fOffset;
 344       //write interpolation parameters
 345       if (strncmp(fType,"User",3)==0) R__b <<fGRF;
 346       R__b <<fDSTEPM1;
 347       R__b <<fNRF;
 348       R__b.WriteFastArray(fcharge,fNRF);
 349       R__b.WriteFastArray(funParam,5);
 350    }
 351 }
 352