ZDC/AliZDCDigitizer.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   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     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //                      ZDC digitizer class                                  //
  21 //                                                                           //
  22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23
  24 #include <stdlib.h>
  25
  26 // --- ROOT system
  27 #include <TTree.h>
  28 #include <TFile.h>
  29 #include <TNtuple.h>
  30 #include <TRandom.h>
  31
  32 // --- AliRoot header files
  33 #include "AliLog.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35 #include "AliHeader.h"
  36 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
  37 #include "AliRunDigitizer.h"
  38 #include "AliRunLoader.h"
  39 #include "AliCDBManager.h"
  40 #include "AliCDBStorage.h"
  41 #include "AliCDBEntry.h"
  42 #include "AliZDCSDigit.h"
  43 #include "AliZDCDigit.h"
  44 #include "AliZDCFragment.h"
  45 #include "AliZDCDigitizer.h"
  46 #include "AliZDCCalibData.h"
  47
  48 ClassImp(AliZDCDigitizer)
  49
  50
  51 //____________________________________________________________________________
  52 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer()
  53 {
  54 // Default constructor
  55
  56 }
  57
  58 //____________________________________________________________________________
  59 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  60   AliDigitizer(manager)
  61 {
  62
  63   // Constructor
  64   fStorage =  SetStorage("local://$ALICE_ROOT");
  65
  66   // Get calibration data
  67   fCalibData = GetCalibData();
  68
  69 }
  70
  71 //____________________________________________________________________________
  72 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  73 {
  74 // Destructor
  75
  76 }
  77
  78
  79 //____________________________________________________________________________
  80 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
  81 {
  82   // Initialize the digitizer
  83   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
  84    for(Int_t j = 0; j < 5; j++){
  85      fPMGain[0][j] = 50000.;
  86      fPMGain[1][j] = 100000.;
  87      fPMGain[2][j] = 100000.;
  88      fPMGain[3][j] = 50000.;
  89      fPMGain[4][j] = 100000.;
  90      fPMGain[5][j] = 100000.;
  91    }
  92    // ADC Caen V965
  93   fADCRes[0] = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
  94   fADCRes[1] = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
  95
  96   return kTRUE;
  97 }
  98
  99 //____________________________________________________________________________
 100 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 101 {
 102   // Execute digitization
 103
 104   Float_t pm[5][5]; // !!! 2nd ZDC set added (needed for trigger purposes!)
 105   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 106   // *** last 2 are copied from simulated digits
 107   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 108   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 109   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 110   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 111   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 112
 113   for (Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 114     for (Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++) {
 115       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 116     }
 117
 118   // impact parameter and number of spectators
 119   Float_t impPar = -1;
 120   Int_t specN = 0;
 121   Int_t specP = 0;
 122
 123   // loop over input streams
 124   for (Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++) {
 125
 126     // get run loader and ZDC loader
 127     AliRunLoader* runLoader =
 128       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 129     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 130     if (!loader) continue;
 131
 132     // load sdigits
 133     loader->LoadSDigits();
 134     TTree* treeS = loader->TreeS();
 135     if (!treeS) continue;
 136     AliZDCSDigit sdigit;
 137     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 138     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 139
 140     // loop over sdigits
 141     for (Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++) {
 142       treeS->GetEntry(iSDigit);
 143       //
 144       if (!psdigit) continue;
 145       if ((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)) {
 146         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 147                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 148         continue;
 149       }
 150       //
 151       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 152       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 153           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 154           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 155           */
 156     }
 157
 158     loader->UnloadSDigits();
 159
 160     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 161     if (!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 162     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 163     if (!header) continue;
 164     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 165     if (!genHeader) continue;
 166     if (!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 167     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 168     //
 169     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 170     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 171     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 172                      impPar, specN, specP));
 173     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n", impPar, specN, specP);
 174   }
 175
 176   // add spectators
 177   if (impPar >= 0) {
 178     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 179     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 180     printf("\n\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 181     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 182     printf("\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 183     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 184   }
 185
 186   // get the output run loader and loader
 187   AliRunLoader* runLoader =
 188     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 189   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 190   if (!loader) {
 191     AliError("no ZDC loader found");
 192     return;
 193   }
 194
 195   // create the output tree
 196   const char* mode = "update";
 197   if (runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 198   loader->LoadDigits(mode);
 199   loader->MakeTree("D");
 200   TTree* treeD = loader->TreeD();
 201   AliZDCDigit digit;
 202   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 203   const Int_t kBufferSize = 4000;
 204   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 205
 206   // Create digits
 207   Int_t sector[2], sectorL[2];
 208   Int_t digi[2], digiL[2];
 209   for (sector[0]=1; sector[0]<=3; sector[0]++)
 210     for (sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++)  {
 211         if ((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 212         for (Int_t res=0; res<2; res++){
 213           digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 214                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 215         }
 216         //printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 217         //      sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 218         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 219         treeD->Fill();
 220         //
 221         // --- Adding digits for 2nd ZDC set (left side w.r.t. IP) ---
 222         // --- they are copied from right ZDC digits
 223         if(sector[0]==1 || sector[0]==2){
 224            sectorL[0] = sector[0]+3;
 225            sectorL[1] = sector[1];
 226            for (Int_t res=0; res<2; res++){
 227              digiL[res] = Phe2ADCch(sectorL[0], sectorL[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 228                     + Pedestal(sectorL[0], sectorL[1], res);
 229            }
 230            //printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 231            //      sectorL[0], sectorL[1], digiL[0], digiL[1]); // Chiara debugging!
 232           new(pdigit) AliZDCDigit(sectorL, digiL);
 233         }
 234         //
 235         treeD->Fill();
 236     }
 237
 238   // write the output tree
 239   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 240   loader->UnloadDigits();
 241 }
 242
 243
 244 //_____________________________________________________________________________
 245 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 246                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 247 {
 248 // simulate fragmentation of spectators
 249
 250   Int_t zz[100], nn[100];
 251   AliZDCFragment frag(impPar);
 252   for (Int_t j=0; j<=99; j++){
 253      zz[j] =0;
 254      nn[j] =0;
 255   }
 256
 257   // Fragments generation
 258   Int_t nAlpha;
 259   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 260
 261   // Attach neutrons
 262   Int_t ztot=0;
 263   Int_t ntot=0;
 264   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 265   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 266   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 267   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 268   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 269   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 270 }
 271
 272 //_____________________________________________________________________________
 273 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 274                                       Float_t pm[3][5]) const
 275 {
 276 // add signal of the spectators
 277
 278   TFile* file = NULL;
 279   if (SpecType == 1) {          // --- Signal for spectator neutrons
 280     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZNsignalntu.root");
 281   } else if (SpecType == 2) {   // --- Signal for spectator protons
 282     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZPsignalntu.root");
 283   }
 284   if (!file || !file->IsOpen()) {
 285     AliError("Opening of file failed");
 286     return;
 287   }
 288
 289   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 290   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 291
 292   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 293   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 294   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 295   if (numEvents > 125) {
 296     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 297     numEvents = 125;
 298   }
 299   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 300      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 301      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 302      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 303   }
 304   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 305   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 306   do{
 307      for(i=0; i<nentries; i++){
 308         zdcSignal->GetEvent(i);
 309         entry = zdcSignal->GetArgs();
 310         if(entry[0] == rnd[iev]){
 311           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 312           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 313           //
 314           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 315           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 316           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 317                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 318           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 319           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 320           if (volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
 321             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 322             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 323             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 324             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 325           }
 326           else {
 327             if (volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 328             else                pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 329             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 330           }
 331         }
 332         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 333           iev++;
 334           continue;
 335         }
 336      }
 337   }while(iev<numEvents);
 338
 339   file->Close();
 340   delete file;
 341 }
 342
 343
 344 //_____________________________________________________________________________
 345 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 346                                  Int_t Res) const
 347 {
 348   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 349   Int_t ADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 350   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,ADCch);
 351
 352   return ADCch;
 353 }
 354
 355 //_____________________________________________________________________________
 356 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 357 {
 358
 359   Float_t meanPed;
 360   if(Det != 3) meanPed = fCalibData->GetMeanPed(10*(Det-1)+Quad+5*Res);
 361   else         meanPed = fCalibData->GetMeanPed(10*(Det-1)+Quad+1*Res);
 362
 363   //printf("\t Pedestal -> det = %d, quad = %d, res = %d - Ped[%d] = %d\n",
 364   //    Det, Quad, Res,10*(Det-1)+Quad+5*Res,(Int_t) meanPed); // Chiara debugging!
 365
 366   // To create calibration object
 367   /*Float_t meanPed;
 368   meanPed = gRandom->Gaus((40.+10.*gRandom->Rndm()),5.);
 369   */
 370
 371   return (Int_t) meanPed;
 372 }
 373
 374 //_____________________________________________________________________________
 375 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 376 {
 377
 378   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 379
 380   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 381   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 382
 383   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 384      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 385      manager->SetDefaultStorage(uri);
 386      deleteManager = kTRUE;
 387   }
 388
 389   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 390
 391   if(deleteManager){
 392     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 393     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 394   }
 395
 396   return storage;
 397 }
 398
 399 //_____________________________________________________________________________
 400 AliZDCCalibData* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 401 {
 402
 403   AliCDBEntry  *entry = fStorage->Get("ZDC/Calib/Data",0);
 404   AliZDCCalibData *calibdata = (AliZDCCalibData*) entry->GetObject();
 405
 406   if (!calibdata)  AliWarning("No ZDC calibration data from calibration database!");
 407
 408   return calibdata;
 409 }