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