ITS/AliITSSimuParam.h

   1 #ifndef ALIITSSIMUPARAM_H
   2 #define ALIITSSIMUPARAM_H
   3 /* Copyright(c) 2007-2009, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                               //
  10 // Class to store the parameters used in the simulation of       //
  11 // SPD, SDD and SSD detectors                                    //
  12 // Origin: F.Prino, Torino, prino@to.infn.it                     //
  13 //                                                               //
  14 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  15 #include <TRandom.h>
  16 #include<TObject.h>
  17 #include <TString.h>
  18 #include <TArrayF.h>
  19
  20 class AliITSSimuParam : public TObject {
  21
  22  public:
  23   AliITSSimuParam();
  24   AliITSSimuParam(const AliITSSimuParam& simpar);
  25   // assignment operator
  26   AliITSSimuParam& operator=(const AliITSSimuParam& source);
  27   ~AliITSSimuParam();
  28
  29
  30   void SetGeVToCharge(Double_t gc=3.6e-9){fGeVcharge = gc;}
  31   Double_t GetGeVToCharge() const {return fGeVcharge;}
  32   Double_t GeVToCharge(Double_t gev) const {return gev/fGeVcharge;}
  33
  34   void SetDistanceOverVoltage(Double_t d,Double_t v){fDOverV = d/v;}
  35   void SetDistanceOverVoltage(Double_t dv=0.000375){fDOverV = dv;}
  36   Double_t GetDistanceOverVoltage() const {return fDOverV;}
  37
  38
  39
  40   void    SetSPDBiasVoltageAll(Double_t bias=18.182) {for(Int_t i=0;i<240;i++) fSPDBiasVoltage[i]=bias;}
  41   void    SetSPDBiasVoltage(Int_t mod, Double_t bias=18.182) {if(mod<0 || mod>239) return; fSPDBiasVoltage[mod]=bias;}
  42   Double_t  GetSPDBiasVoltage(Int_t mod=0) const {if(mod<0 || mod>239) return 0;  return fSPDBiasVoltage[mod];}
  43
  44   void   SetSPDThresholdsAll(Double_t thresh, Double_t sigma)
  45         {for(Int_t i=0;i<240;i++) {fSPDThresh[i]=thresh; fSPDSigma[i]=sigma;}}
  46   void   SetSPDThresholds(Int_t mod,Double_t thresh, Double_t sigma)
  47         {if(mod<0 || mod>239) return; fSPDThresh[mod]=thresh; fSPDSigma[mod]=sigma; }
  48   void   SPDThresholds(const Int_t mod, Double_t& thresh, Double_t& sigma) const;
  49   void   SetSPDNoiseAll(Double_t noise, Double_t baseline)
  50         {for(Int_t i=0;i<240;i++) {fSPDNoise[i]=noise; fSPDBaseline[i]=baseline;}}
  51   void   SetSPDNoise(Int_t mod,Double_t noise, Double_t baseline)
  52         {if(mod<0 || mod>239) return; fSPDNoise[mod]=noise; fSPDBaseline[mod]=baseline; }
  53   void   SPDNoise(const Int_t mod,Double_t &noise, Double_t &baseline) const;
  54   // Applies a random noise and addes the baseline
  55   Double_t ApplySPDBaselineAndNoise(Int_t mod=0) const
  56     {if (mod<0 || mod>239) mod=0; return fSPDBaseline[mod]+fSPDNoise[mod]*gRandom->Gaus();}
  57
  58
  59   void SetSPDCouplingOption(const char *opt) {fSPDCouplOpt=opt;}
  60   void GetSPDCouplingOption(char *opt) const {strcpy(opt,fSPDCouplOpt.Data());}
  61
  62   void SetSPDCouplingParam(Double_t col, Double_t row)
  63         {fSPDCouplCol = col; fSPDCouplRow = row;}
  64   void GetSPDCouplingParam(Double_t &col, Double_t &row) const
  65         {col = fSPDCouplCol; row = fSPDCouplRow;}
  66
  67   void   SetSPDSigmaDiffusionAsymmetry(Double_t ecc) {fSPDEccDiff=ecc;}
  68   void   GetSPDSigmaDiffusionAsymmetry(Double_t &ecc) const {ecc=fSPDEccDiff;}
  69
  70
  71   void   SetSPDAddNoisyFlag(Bool_t value) {fSPDAddNoisyFlag = value;}
  72   Bool_t GetSPDAddNoisyFlag() {return fSPDAddNoisyFlag;}
  73   void   SetSPDRemoveDeadFlag(Bool_t value) {fSPDRemoveDeadFlag = value;}
  74   Bool_t GetSPDRemoveDeadFlag() {return fSPDRemoveDeadFlag;}
  75
  76   void SetSDDElectronics(Int_t p1=1) {fSDDElectronics=p1;   }
  77   Int_t GetSDDElectronics()  const {return fSDDElectronics;}
  78
  79   void  SetSDDDiffCoeff(Float_t p1, Float_t p2) {
  80       fSDDDiffCoeff=p1; fSDDDiffCoeff1=p2;}
  81   void  GetSDDDiffCoeff(Float_t &diff,Float_t &diff1) const {
  82       diff=fSDDDiffCoeff; diff1=fSDDDiffCoeff1;}
  83
  84   void  SetSDDJitterError(Float_t jitter) {fSDDJitterError=jitter;}
  85   Float_t  GetSDDJitterError() const {return fSDDJitterError;}
  86
  87   void    SetSDDDynamicRange(Double_t p1) {fSDDDynamicRange = p1;}
  88   Float_t GetSDDDynamicRange() const {return fSDDDynamicRange;}
  89
  90   void    SetSDDMaxAdc(Double_t p1) {fSDDMaxAdc=p1;}
  91   Float_t GetSDDMaxAdc() const  {return fSDDMaxAdc;}
  92
  93   void    SetSDDChargeLoss(Double_t p1) {fSDDChargeLoss=p1;}
  94   Float_t GetSDDChargeLoss() const {return fSDDChargeLoss;}
  95
  96   Int_t GetSSDZSThreshold() const { // ZS threshold
  97     return fSSDZSThreshold; }
  98   virtual void SetSSDZSThreshold(Int_t zsth) { fSSDZSThreshold = zsth; }
  99
 100   void SetSSDCouplings(Double_t pr, Double_t pl, Double_t nr, Double_t nl) {
 101       fSSDCouplingPR=pr; fSSDCouplingPL=pl; fSSDCouplingNR=nr; fSSDCouplingNL=nl; }
 102   Double_t  GetSSDCouplingPR() const {return fSSDCouplingPR;}
 103   Double_t  GetSSDCouplingPL() const {return fSSDCouplingPL;}
 104   Double_t  GetSSDCouplingNR() const {return fSSDCouplingNR;}
 105   Double_t  GetSSDCouplingNL() const {return fSSDCouplingNL;}
 106
 107   void    SetNSigmaIntegration(Double_t p1) {fNsigmas=p1;}
 108   Float_t GetNSigmaIntegration() const {return fNsigmas;}
 109   void    SetNLookUp(Int_t p1);
 110   Int_t   GetGausNLookUp() const {return fNcomps;}
 111   Float_t GetGausLookUp(Int_t i)  {
 112     if (!fGaus) SetNLookUp(fgkNcompsDefault);
 113     if(i<0 || i>=fNcomps) return 0.;return fGaus->At(i);
 114   }
 115
 116   // Set the impurity concentrations in [#/cm^3]
 117   void SetImpurity(Double_t n=0.0){fN = n;}
 118   // Returns the impurity consentration in [#/cm^3]
 119   Double_t Impurity() const {return fN;}
 120
 121   // Electron mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]. T in degree K, N in #/cm^3
 122   Double_t MobilityElectronSiEmp() const ;
 123   // Hole mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]  T in degree K, N in #/cm^3
 124   Double_t MobilityHoleSiEmp() const ;
 125   // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Electrons. [cm^2/sec]
 126   //  T in degree K, N in #/cm^3
 127   Double_t DiffusionCoefficientElectron() const ;
 128   // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Holes. [cm^2/sec]
 129   //  T in [degree K], N in [#/cm^3]
 130   Double_t DiffusionCoefficientHole() const ;
 131   // Electron <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
 132   // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
 133   // N in [#/cm^3]
 134   Double_t SpeedElectron() const ;
 135   // Holes <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
 136   // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
 137   // N in [#/cm^3]
 138   Double_t SpeedHole() const ;
 139   // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
 140   // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
 141   // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
 142   // temperature T [degree K].
 143   Double_t SigmaDiffusion3D(Double_t  l) const;
 144   // Returns the Gaussian sigma == <x^2 +y^2+z^2> [cm^2] due to the
 145   // defusion of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an
 146   // applied voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
 147   // temperature T [degree K].
 148   Double_t SigmaDiffusion2D(Double_t l) const;
 149   // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
 150   // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
 151   // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
 152   // temperature T [degree K].
 153   Double_t SigmaDiffusion1D(Double_t l) const;
 154   // Computes the Lorentz angle for Electron and Hole, under the Magnetic field bz (in kGauss)
 155   Double_t LorentzAngleElectron(Double_t bz) const;
 156   Double_t LorentzAngleHole(Double_t bz) const;
 157   // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version A
 158   Double_t DepletedRegionThicknessA(Double_t dopCons,
 159                                     Double_t voltage,
 160                                     Double_t elecCharge,
 161                                     Double_t voltBuiltIn=0.5)const;
 162   // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version B
 163   Double_t DepletedRegionThicknessB(Double_t resist,Double_t voltage,
 164                                     Double_t mobility,
 165                                     Double_t voltBuiltIn=0.5,
 166                                     Double_t dielConst=1.E-12)const;
 167   // Computes the temperature dependance of the reverse bias current
 168   Double_t ReverseBiasCurrent(Double_t temp,Double_t revBiasCurT1,
 169                               Double_t tempT1,Double_t energy=1.2)const;
 170
 171
 172   void PrintParameters() const;
 173
 174  protected:
 175
 176   static const Float_t fgkSPDBiasVoltageDefault;//default for fSPDBiasVoltage
 177   static const Double_t fgkSPDThreshDefault; //default for fThresh
 178   static const Double_t fgkSPDSigmaDefault; //default for fSigma
 179   static const TString fgkSPDCouplingOptDefault;  // type of pixel Coupling (old or new)
 180   static const Double_t fgkSPDCouplColDefault; //default for fSPDCouplCol
 181   static const Double_t fgkSPDCouplRowDefault; //default for fSPDCouplRow
 182   static const Float_t fgkSPDEccDiffDefault;//default for fSPDEccDiff
 183   static const Float_t fgkSDDDiffCoeffDefault; // default for fSDDDiffCoeff
 184   static const Float_t fgkSDDDiffCoeff1Default; // default for fSDDDiffCoeff1
 185   static const Float_t fgkSDDJitterErrorDefault; // default for fSDDJitterError
 186   static const Float_t fgkSDDDynamicRangeDefault; // default for fSDDDynamicRange
 187   static const Int_t fgkSDDMaxAdcDefault; // default for fSDDMaxAdc
 188   static const Float_t fgkSDDChargeLossDefault; // default for fSDDChargeLoss
 189
 190   static const Double_t fgkSSDCouplingPRDefault;  // default values
 191   static const Double_t fgkSSDCouplingPLDefault;  // for the
 192   static const Double_t fgkSSDCouplingNRDefault;  // various SSD
 193   static const Double_t fgkSSDCouplingNLDefault;  // couplings
 194   static const Int_t fgkSSDZSThresholdDefault;  // default for fSSDZSThreshold
 195
 196   static const Float_t fgkNsigmasDefault; //default for fNsigmas
 197   static const Int_t fgkNcompsDefault; //default for fNcomps
 198
 199  private:
 200   Double_t fGeVcharge;      // Energy to ionize (free an electron) in GeV
 201   Double_t fDOverV;  // The parameter d/v where d is the disance over which the
 202                      // the potential v is applied d/v [cm/volts]
 203
 204
 205   Double_t fSPDBiasVoltage[240]; // Bias Voltage for the SPD
 206   Double_t fSPDThresh[240];      // SPD Threshold value
 207   Double_t fSPDSigma[240];       // SPD threshold fluctuations spread
 208   Double_t fSPDNoise[240];       // SPD electronic noise: sigma
 209   Double_t fSPDBaseline[240];    // SPD electronic noise: baseline
 210   TString  fSPDCouplOpt;    // SPD Coupling Option
 211   Double_t fSPDCouplCol;    // SPD Coupling parameter along the cols
 212   Double_t fSPDCouplRow;    // SPD Coupling parameter along the rows
 213   Float_t  fSPDEccDiff;     // Eccentricity (i.e. asymmetry parameter) in the
 214                             // Gaussian diffusion for SPD
 215   Bool_t   fSPDAddNoisyFlag;     // Flag saying whether noisy pixels should be added to digits
 216   Bool_t   fSPDRemoveDeadFlag;   // Flag saying whether dead pixels should be removed from digits
 217
 218   Int_t    fSDDElectronics;  // SDD Electronics Pascal (1) or OLA (2)
 219   Float_t  fSDDDiffCoeff;    // SDD Diffusion Coefficient (scaling the time)
 220   Float_t  fSDDDiffCoeff1;   // SDD Diffusion Coefficient (constant term)
 221   Float_t  fSDDJitterError;  // SDD jitter error
 222   Float_t  fSDDDynamicRange; // SDD Dynamic Range
 223   Float_t  fSDDMaxAdc;       // SDD ADC saturation value
 224   Float_t  fSDDChargeLoss;   // Set Linear Coefficient for Charge Loss
 225
 226   Double_t fSSDCouplingPR;  // SSD couplings
 227   Double_t fSSDCouplingPL;  // SSD couplings
 228   Double_t fSSDCouplingNR;  // SSD couplings
 229   Double_t fSSDCouplingNL;  // SSD couplings
 230   Int_t    fSSDZSThreshold; // SSD threshold for the zero suppresion
 231
 232   Float_t  fNsigmas;   // Number of sigmas over which charge disintegration
 233                        // is performed
 234   Int_t      fNcomps;  // Number of samplings along the gaussian
 235   TArrayF   *fGaus;    // Gaussian lookup table for signal generation
 236
 237   Double_t fN;  // the impurity concentration of the material in #/cm^3  (NOT USED!)
 238   Float_t fT;   // The temperature of the Si in Degree K.
 239
 240   ClassDef(AliITSSimuParam,3);
 241 };
 242 #endif