EMCAL/AliEMCAL.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 // Base Class for EMCAL description:
  20 // This class contains material definitions
  21 // for the EMCAL - It does not place the detector in Alice
  22 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
  23 //
  24 //*-- Additional Contributions: Sahal Yacoob (LBNL/UCT)
  25 //
  26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  27
  28 // --- ROOT system ---
  29 class TFile;
  30 #include <TFolder.h>
  31 #include <TTree.h>
  32 #include <TVirtualMC.h>
  33 #include <TH1F.h>
  34 #include <TF1.h>
  35 #include <TRandom.h>
  36
  37 // --- Standard library ---
  38
  39 // --- AliRoot header files ---
  40 #include "AliMagF.h"
  41 #include "AliEMCAL.h"
  42 #include "AliEMCALGetter.h"
  43 #include "AliRun.h"
  44 #include "AliEMCALSDigitizer.h"
  45 #include "AliEMCALDigitizer.h"
  46 #include "AliAltroBuffer.h"
  47
  48 ClassImp(AliEMCAL)
  49 //____________________________________________________________________________
  50 AliEMCAL::AliEMCAL():AliDetector()
  51 {
  52   // Default ctor
  53   fName = "EMCAL" ;
  54 }
  55
  56 //____________________________________________________________________________
  57 AliEMCAL::AliEMCAL(const char* name, const char* title): AliDetector(name,title)
  58 {
  59   //   ctor : title is used to identify the layout
  60
  61   fTimeMax  = 1.28E-5 ;
  62   fTimePeak = 2.0E-6 ;
  63   fTimeRes = 1.5E-6 ;
  64   fHighGainFactor = 40;
  65   fHighGainOffset = 0x200 ;
  66 }
  67
  68 //____________________________________________________________________________
  69 AliEMCAL::~AliEMCAL()
  70 {
  71
  72 }
  73
  74 //____________________________________________________________________________
  75 void AliEMCAL::Copy(AliEMCAL & emcal)
  76 {
  77   TObject::Copy(emcal) ;
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________________
  81 AliDigitizer* AliEMCAL::CreateDigitizer(AliRunDigitizer* manager) const
  82 {
  83   return new AliEMCALDigitizer(manager);
  84 }
  85
  86 //____________________________________________________________________________
  87 void AliEMCAL::CreateMaterials()
  88 {
  89   // Definitions of materials to build EMCAL and associated tracking media.
  90   // media number in idtmed are 1599 to 1698.
  91
  92   // --- Air ---
  93   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
  94   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
  95   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
  96   Float_t dAir = 1.20479E-3;
  97   AliMixture(0, "Air$", aAir, zAir, dAir, 4, wAir) ;
  98
  99   // --- Lead ---
 100   AliMaterial(1, "Pb$", 207.2, 82, 11.35, 0.56, 0., 0, 0) ;
 101
 102
 103   // --- The polysterene scintillator (CH) ---
 104   Float_t aP[2] = {12.011, 1.00794} ;
 105   Float_t zP[2] = {6.0, 1.0} ;
 106   Float_t wP[2] = {1.0, 1.0} ;
 107   Float_t dP = 1.032 ;
 108
 109   AliMixture(2, "Polystyrene$", aP, zP, dP, -2, wP) ;
 110
 111   // --- Aluminium ---
 112   AliMaterial(3, "Al$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 999., 0, 0) ;
 113   // ---         Absorption length is ignored ^
 114
 115   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
 116
 117   // for EMCAL: idtmed[1599->1698] equivalent to fIdtmed[0->100]
 118   Int_t * idtmed = fIdtmed->GetArray() - 1599 ;
 119   Int_t   isxfld = gAlice->Field()->Integ() ;
 120   Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max() ;
 121
 122   // Air                                                                         -> idtmed[1599]
 123  AliMedium(0, "Air          $", 0, 0,
 124              isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
 125
 126   // The Lead                                                                      -> idtmed[1600]
 127
 128   AliMedium(1, "Lead      $", 1, 0,
 129              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
 130
 131  // The scintillator of the CPV made of Polystyrene scintillator                   -> idtmed[1601]
 132   AliMedium(2, "CPV scint.   $", 2, 1,
 133             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.001, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 134
 135   // Various Aluminium parts made of Al                                            -> idtmed[1602]
 136   AliMedium(3, "Al parts     $", 3, 0,
 137              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 138
 139
 140 // --- Set decent energy thresholds for gamma and electron tracking
 141
 142   // Tracking threshold for photons and electrons in Lead
 143   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTGAM",0.00008) ;
 144   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTELE",0.001) ;
 145   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTE",0.0001) ;
 146
 147   // --- Generate explicitly delta rays in Lead ---
 148   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "LOSS",3.) ;
 149   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DRAY",1.) ;
 150   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTE",0.00001) ;
 151   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTM",0.00001) ;
 152
 153 // --- in aluminium parts ---
 154   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "LOSS",3.) ;
 155   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DRAY",1.) ;
 156   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTE",0.00001) ;
 157   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTM",0.00001) ;
 158
 159 // --- and finally thresholds for photons and electrons in the scintillator ---
 160   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTGAM",0.00008) ;
 161   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTELE",0.001) ;
 162   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTE",0.0001) ;
 163
 164   //set constants for Birk's Law implentation
 165   fBirkC0 =  1;
 166   fBirkC1 =  0.013/dP;
 167   fBirkC2 =  9.6e-6/(dP * dP);
 168
 169
 170 }
 171
 172 //____________________________________________________________________________
 173 void AliEMCAL::Digits2Raw()
 174 {
 175 // convert digits of the current event to raw data
 176
 177   // get the digits
 178   AliEMCALGetter * gime = AliEMCALGetter::Instance(AliRunLoader::GetGAliceName()) ;
 179   if (!gime) {
 180     Error("Digits2Raw", "EMCAL Getter not instantiated") ;
 181     return ;
 182   }
 183   gime->Event(gime->EventNumber(), "D") ;
 184   TClonesArray* digits = gime->Digits() ;
 185
 186   if (!digits) {
 187     Error("Digits2Raw", "no digits found !");
 188     return;
 189   }
 190
 191   // get the geometry
 192   AliEMCALGeometry* geom = gime->EMCALGeometry();
 193   if (!geom) {
 194     Error("Digits2Raw", "no geometry found !");
 195     return;
 196   }
 197
 198   // some digitization constants
 199   const Int_t    kDDLOffset = 0x800;
 200   const Int_t    kThreshold = 3;
 201   const Int_t    kChannelsperDDL = 897 ;
 202
 203   AliAltroBuffer* buffer = NULL;
 204   Int_t prevDDL = -1;
 205   Int_t adcValuesLow[fkTimeBins];
 206   Int_t adcValuesHigh[fkTimeBins];
 207
 208   // loop over digits (assume ordered digits)
 209   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
 210     AliEMCALDigit* digit = gime->Digit(iDigit);
 211     if (digit->GetAmp() < kThreshold)
 212       continue;
 213     Int_t iDDL = digit->GetId() / kChannelsperDDL ;
 214     // for each DDL id is numbered from 1 to  kChannelsperDDL -1
 215     Int_t idDDL = digit->GetId() - iDDL * ( kChannelsperDDL - 1 ) ;
 216     // new DDL
 217     if (iDDL != prevDDL) {
 218       // write real header and close previous file
 219       if (buffer) {
 220         buffer->Flush();
 221         buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 222         delete buffer;
 223       }
 224
 225       // open new file and write dummy header
 226       TString fileName("EMCAL_") ;
 227       fileName += (iDDL + kDDLOffset) ;
 228       fileName += ".ddl" ;
 229       buffer = new AliAltroBuffer(fileName.Data(), 1);
 230       buffer->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
 231
 232       prevDDL = iDDL;
 233     }
 234
 235     // out of time range signal (?)
 236     if (digit->GetTimeR() > fTimeMax) {
 237       buffer->FillBuffer(digit->GetAmp());
 238       buffer->FillBuffer(fkTimeBins);  // time bin
 239       buffer->FillBuffer(3);          // bunch length
 240       buffer->WriteTrailer(3, idDDL, 0, 0);  // trailer
 241
 242     // simulate linear rise and gaussian decay of signal
 243     } else {
 244       Bool_t highGain = kFALSE;
 245
 246       // write low and eventually high gain channel
 247       buffer->WriteChannel(iDDL, 0, 0,
 248                            fkTimeBins, adcValuesLow, kThreshold);
 249       if (highGain) {
 250         buffer->WriteChannel(iDDL, 0, fHighGainOffset,
 251                              fkTimeBins, adcValuesHigh, 1);
 252       }
 253     }
 254   }
 255   // write real header and close last file
 256   if (buffer) {
 257     buffer->Flush();
 258     buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
 259     delete buffer;
 260   }
 261   gime->EmcalLoader()->UnloadDigits();
 262 }
 263
 264 //____________________________________________________________________________
 265 void AliEMCAL::Hits2SDigits()
 266 {
 267 // create summable digits
 268
 269   AliEMCALSDigitizer* emcalDigitizer =
 270     new AliEMCALSDigitizer(fLoader->GetRunLoader()->GetFileName().Data()) ;
 271   emcalDigitizer->SetEventRange(0, -1) ; // do all the events
 272   emcalDigitizer->ExecuteTask() ;
 273 }
 274
 275 //____________________________________________________________________________
 276 AliLoader* AliEMCAL::MakeLoader(const char* topfoldername)
 277 {
 278 //different behaviour than standard (singleton getter)
 279 // --> to be discussed and made eventually coherent
 280  fLoader = new AliEMCALLoader(GetName(),topfoldername);
 281  return fLoader;
 282 }
 283
 284 //__________________________________________________________________
 285 Double_t AliEMCAL::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
 286 {
 287   // Shape of the electronics raw reponse:
 288   // 1. the signal rises linearly from par[4] to par[1] to reach the maximu par[3]
 289   // 2. the signal decays with a gaussian shape for par[4]+par[1] with a sigma of par[2]
 290
 291   Float_t xx = x[0] ;
 292
 293   Double_t signal = 0. ;
 294
 295   if (xx < par[4] + par[1])     // signal is rising
 296     signal = (gRandom->Rndm() + par[3]) * (xx - par[4]) / (par[1] - par[4]) ;
 297   else                                         // signal is decaying
 298     signal = (gRandom->Rndm() + par[3]) * TMath::Gaus(xx, par[4] + par[1], par[2]) ;
 299
 300   return signal < 0. ? 0. : signal ;
 301 }
 302
 303 //__________________________________________________________________
 304 Bool_t AliEMCAL::RawSampledResponse(const Float_t dtime, const Int_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL) const
 305 {
 306   // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit,
 307   // calculates the raw sampled response
 308
 309   const Int_t kRawSignalOverflow = 0x3FF ;
 310   Bool_t highGain = kFALSE ;
 311
 312   TF1 f1("signal", RawResponseFunction, 0, fkTimeBins, 5);
 313
 314   f1.SetParNames("Time Max", "Peaking time", "Decay width", "Amp max", "Start time") ;
 315   f1.SetParameter(0, fTimeMax) ;
 316   f1.SetParameter(1, fTimePeak) ;
 317   f1.SetParameter(2, fTimeRes) ;
 318   f1.SetParameter(3, damp) ;
 319   f1.SetParameter(4, dtime) ;
 320
 321   for (Int_t iTime = 0; iTime < fkTimeBins; iTime++) {
 322     Double_t time = iTime * fTimeMax/fkTimeBins;
 323     Double_t signal = f1.Eval(time) ;
 324     adcL[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
 325     if ( adcL[iTime] > kRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits
 326       adcL[iTime] = kRawSignalOverflow ;
 327     adcH[iTime] = static_cast<Int_t>(0.5 + (signal / fHighGainFactor)) ;
 328     if (adcH[iTime] > 0)
 329       highGain = kTRUE;
 330   }
 331   return highGain ;
 332 }
 333
 334 //____________________________________________________________________________
 335 void AliEMCAL::SetTreeAddress()
 336 {
 337   // Linking Hits in Tree to Hits array
 338   TBranch *branch;
 339   char branchname[20];
 340   sprintf(branchname,"%s",GetName());
 341
 342   // Branch address for hit tree
 343   TTree *treeH = TreeH();
 344   if (treeH) {
 345     branch = treeH->GetBranch(branchname);
 346     if (branch)
 347       {
 348         if (fHits == 0x0)
 349           fHits= new TClonesArray("AliEMCALHit",1000);
 350         branch->SetAddress(&fHits);
 351       }
 352     else
 353       {
 354         Warning("SetTreeAddress","<%s> Failed",GetName());
 355       }
 356   }
 357 }
 358
 359
 360
 361
 362