TPC/Base/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 <RVersion.h>
  32 #include <Riostream.h>
  33 #include <TCanvas.h>
  34 #include <TClass.h>
  35 #include <TF2.h>
  36 #include <TH1.h>
  37 #include <TMath.h>
  38 #include <TPad.h>
  39 #include <TString.h>
  40 #include <TStyle.h>
  41
  42 #include "AliTPCRF1D.h"
  43
  44 extern TStyle * gStyle;
  45
  46 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  47 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  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            :TObject(),
  83             fNRF(0),
  84             fDSTEPM1(0.),
  85             fcharge(0),
  86             forigsigma(0.),
  87             fpadWidth(3.5),
  88             fkNorm(0.5),
  89             fInteg(0.),
  90             fGRF(0),
  91             fSigma(0.),
  92             fOffset(0.),
  93             fDirect(kFALSE),
  94             fPadDistance(0.)
  95 {
  96   //default constructor for response function object
  97   fDirect=direct;
  98   if (np!=0)fNRF = np;
  99   else (fNRF=fgNRF);
 100   fcharge = new Float_t[fNRF];
 101   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 102   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 103   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 104     funParam[i]=0.;
 105     fType[i]=0;
 106   }
 107
 108 }
 109
 110 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 111            :TObject(prf),
 112             fNRF(prf.fNRF),
 113             fDSTEPM1(prf.fDSTEPM1),
 114             fcharge(0),
 115             forigsigma(prf.forigsigma),
 116             fpadWidth(prf.fpadWidth),
 117             fkNorm(prf.fkNorm),
 118             fInteg(prf.fInteg),
 119             fGRF(new TF1(*(prf.fGRF))),
 120             fSigma(prf.fSigma),
 121             fOffset(prf.fOffset),
 122             fDirect(prf.fDirect),
 123             fPadDistance(prf.fPadDistance)
 124 {
 125   //
 126   //
 127   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 128     funParam[i]=0.;
 129     fType[i]=0;
 130   }
 131   fcharge = new Float_t[fNRF];
 132   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF*sizeof(Float_t));
 133
 134   //PH Change the name (add 0 to the end)
 135   TString s(fGRF->GetName());
 136   s+="0";
 137   fGRF->SetName(s.Data());
 138 }
 139
 140 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 141 {
 142   if(this!=&prf) {
 143     TObject::operator=(prf);
 144     fNRF=prf.fNRF;
 145     fDSTEPM1=prf.fDSTEPM1;
 146     delete [] fcharge;
 147     fcharge = new Float_t[fNRF];
 148     memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF*sizeof(Float_t));
 149     forigsigma=prf.forigsigma;
 150     fpadWidth=prf.fpadWidth;
 151     fkNorm=prf.fkNorm;
 152     fInteg=prf.fInteg;
 153     delete fGRF;
 154     fGRF=new TF1(*(prf.fGRF));
 155    //PH Change the name (add 0 to the end)
 156     TString s(fGRF->GetName());
 157     s+="0";
 158     fGRF->SetName(s.Data());
 159     fSigma=prf.fSigma;
 160     fOffset=prf.fOffset;
 161     fDirect=prf.fDirect;
 162     fPadDistance=prf.fPadDistance;
 163   }
 164   return *this;
 165 }
 166
 167
 168
 169 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 170 {
 171   //
 172   delete [] fcharge;
 173   delete fGRF;
 174 }
 175
 176 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 177 {
 178   //function which return response
 179   //for the charge in distance xin
 180   //return linear aproximation of RF
 181   Float_t x = (xin-fOffset)*fDSTEPM1+fNRF/2;
 182   Int_t i1=Int_t(x);
 183   if (x<0) i1-=1;
 184   Float_t res=0;
 185   if (i1+1<fNRF &&i1>0)
 186     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 187   return res;
 188 }
 189
 190 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 191 {
 192   //function which returnoriginal charge distribution
 193   //this function is just normalised for fKnorm
 194   if (fGRF != 0 )
 195     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 196       else
 197     return 0.;
 198 }
 199
 200
 201 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 202                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 203 {
 204   //adjust parameters of the original charge distribution
 205   //and pad size parameters
 206    fpadWidth = padwidth;
 207    fGRF = GRF;
 208    fkNorm = kNorm;
 209    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 210    forigsigma=sigma;
 211    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 212    //sprintf(fType,"User");
 213    snprintf(fType,5,"User");
 214    //   Update();
 215 }
 216
 217
 218 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 219                       Float_t kNorm)
 220 {
 221   //
 222   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 223   //
 224   fpadWidth = padWidth;
 225   fkNorm = kNorm;
 226   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 227   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 228   funParam[0]=sigma;
 229   forigsigma=sigma;
 230   fGRF->SetParameters(funParam);
 231    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 232   //by default I set the step as one tenth of sigma
 233   //sprintf(fType,"Gauss");
 234    snprintf(fType,5,"Gauss");
 235 }
 236
 237 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 238                      Float_t kNorm)
 239 {
 240   //
 241   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 242   //
 243   fpadWidth = padWidth;
 244   fkNorm = kNorm;
 245   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 246   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 247   funParam[0]=sigma;
 248   fGRF->SetParameters(funParam);
 249   forigsigma=sigma;
 250   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 251   //by default I set the step as one tenth of sigma
 252   //sprintf(fType,"Cosh");
 253   snprintf(fType,5,"Cosh");
 254 }
 255
 256 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 257                      Float_t kNorm)
 258 {
 259   //
 260   // set parameters for Gati generic charge distribution
 261   //
 262   fpadWidth = padWidth;
 263   fkNorm = kNorm;
 264   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 265   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 266   funParam[0]=padDistance;
 267   funParam[1]=K3;
 268   fGRF->SetParameters(funParam);
 269   forigsigma=padDistance;
 270   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 271   //by default I set the step as one tenth of sigma
 272   //sprintf(fType,"Gati");
 273   snprintf(fType,5,"Gati");
 274 }
 275
 276
 277
 278 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 279 {
 280   //
 281   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 282   //
 283   char s[100];
 284   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 285   c1->cd();
 286   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 287   pad1->Draw();
 288   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 289   pad2->Draw();
 290
 291   //sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 292   //      fpadWidth);
 293   snprintf(s,60,"RF response function for %1.2f cm pad width",fpadWidth);
 294   pad1->cd();
 295   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 296   pad2->cd();
 297    gStyle->SetOptFit(1);
 298    gStyle->SetOptStat(0);
 299   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 300   Float_t x=x1;
 301   Float_t y1;
 302   Float_t y2;
 303
 304   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 305     {
 306       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 307       y1 = GetRF(x);
 308       hRFc->Fill(x,y1);
 309       y2 = GetGRF(x);
 310       hRFo->Fill(x,y2);
 311     };
 312   pad1->cd();
 313   hRFo->Fit("gaus");
 314   pad2->cd();
 315   hRFc->Fit("gaus");
 316 }
 317
 318 void AliTPCRF1D::Update()
 319 {
 320   //
 321   //update fields  with interpolated values for
 322   //PRF calculation
 323
 324   //at the begining initialize to 0
 325   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 326   if ( fGRF == 0 ) return;
 327   // This form is no longer available
 328 #if ROOT_VERSION_CODE < ROOT_VERSION(5,99,0)
 329   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 330 #else
 331   TArrayD savParam(fGRF->GetNpar(), fGRF->GetParameters());
 332   fGRF->SetParameters(funParam);
 333   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,0.00001);
 334 #endif
 335   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 336   if (fDirect==kFALSE){
 337   //integrate charge over pad for different distance of pad
 338   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 339     {      //x in cm fpadWidth in cm
 340       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 341       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 342       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 343 #if ROOT_VERSION_CODE < ROOT_VERSION(5,99,0)
 344       fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 345 #else
 346       fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,0.0001)/fInteg;
 347 #endif
 348     };
 349   }
 350   else{
 351     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 352       {      //x in cm fpadWidth in cm
 353         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 354         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 355       };
 356   }
 357   fSigma = 0;
 358   Float_t sum =0;
 359   Float_t mean=0;
 360   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 361     {      //x in cm fpadWidth in cm
 362       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 363       fSigma+=x*x*weight;
 364       mean+=x*weight;
 365       sum+=weight;
 366     };
 367   if (sum>0){
 368     mean/=sum;
 369     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 370   }
 371   else fSigma=0;
 372 #if ROOT_VERSION_CODE >= ROOT_VERSION(5,99,0)
 373   fGRF->SetParameters(savParam.GetArray());
 374 #endif
 375 }
 376
 377 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 378 {
 379    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 380    if (R__b.IsReading()) {
 381       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 382       //read functions
 383
 384       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 385       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 386       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 387       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 388
 389    } else {
 390       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 391    }
 392 }
 393
 394
 395 Double_t  AliTPCRF1D::Gamma4(Double_t x, Double_t p0, Double_t p1){
 396   //
 397   // Gamma 4 Time response function of ALTRO
 398   //
 399   if (x<0) return 0;
 400   Double_t g1 = TMath::Exp(-4.*x/p1);
 401   Double_t g2 = TMath::Power(x/p1,4);
 402   return p0*g1*g2;
 403 }
 404