TPC/AliTPCRF1D.cxx

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