SPD calibration parameters used only in simulation moved to AliITSSimuParam (G. Bruno)
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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   void SetSDDElectronics(Int_t p1=1) {fSDDElectronics=p1;   }
71   Int_t GetSDDElectronics()  const {return fSDDElectronics;}
72
73   void  SetSDDDiffCoeff(Float_t p1, Float_t p2) {
74       fSDDDiffCoeff=p1; fSDDDiffCoeff1=p2;}
75   void  GetSDDDiffCoeff(Float_t &diff,Float_t &diff1) const {
76       diff=fSDDDiffCoeff; diff1=fSDDDiffCoeff1;}
77
78   void  SetSDDJitterError(Float_t jitter) {fSDDJitterError=jitter;}
79   Float_t  GetSDDJitterError() const {return fSDDJitterError;}
80
81   void    SetSDDDynamicRange(Double_t p1) {fSDDDynamicRange = p1;}
82   Float_t GetSDDDynamicRange() const {return fSDDDynamicRange;}
83
84   void    SetSDDMaxAdc(Double_t p1) {fSDDMaxAdc=p1;}
85   Float_t GetSDDMaxAdc() const  {return fSDDMaxAdc;}
86
87   void    SetSDDChargeLoss(Double_t p1) {fSDDChargeLoss=p1;}
88   Float_t GetSDDChargeLoss() const {return fSDDChargeLoss;}
89
90
91   void SetSSDADCpereV(Double_t a=120./24888.9){fSSDADCpereV = a;}
92   Double_t GetSSDDEvToADC(Double_t eV) const {return eV*fSSDADCpereV;}
93   Int_t GetSSDIEvToADC(Double_t eV) const { 
94       return ((Int_t) GetSSDDEvToADC(eV)); }
95
96   void SetSSDCouplings(Double_t pr, Double_t pl, Double_t nr, Double_t nl) {
97       fSSDCouplingPR=pr; fSSDCouplingPL=pl; fSSDCouplingNR=nr; fSSDCouplingNL=nl; }
98   Double_t  GetSSDCouplingPR() const {return fSSDCouplingPR;}
99   Double_t  GetSSDCouplingPL() const {return fSSDCouplingPL;}
100   Double_t  GetSSDCouplingNR() const {return fSSDCouplingNR;}
101   Double_t  GetSSDCouplingNL() const {return fSSDCouplingNL;}
102
103   void    SetNSigmaIntegration(Double_t p1) {fNsigmas=p1;}
104   Float_t GetNSigmaIntegration() const {return fNsigmas;}
105   void    SetNLookUp(Int_t p1);
106   Int_t   GetGausNLookUp() const {return fNcomps;}
107   Float_t GetGausLookUp(Int_t i)  {
108     if (!fGaus) SetNLookUp(fgkNcompsDefault);
109     if(i<0 || i>=fNcomps) return 0.;return fGaus->At(i);
110   }
111
112   // Set the impurity concentrations in [#/cm^3]
113   void SetImpurity(Double_t n=0.0){fN = n;}
114   // Returns the impurity consentration in [#/cm^3]
115   Double_t Impurity() const {return fN;}
116
117   // Electron mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]. T in degree K, N in #/cm^3
118   Double_t MobilityElectronSiEmp() const ;
119   // Hole mobility in Si. [cm^2/(Volt Sec)]  T in degree K, N in #/cm^3
120   Double_t MobilityHoleSiEmp() const ;
121   // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Electrons. [cm^2/sec]
122   //  T in degree K, N in #/cm^3
123   Double_t DiffusionCoefficientElectron() const ;
124   // Einstein relation for Diffusion Coefficient of Holes. [cm^2/sec]
125   //  T in [degree K], N in [#/cm^3]
126   Double_t DiffusionCoefficientHole() const ;
127   // Electron <speed> under an applied electric field E=Volts/cm. [cm/sec]
128   // d distance-thickness in [cm], v in [volts], T in [degree K],
129   // N in [#/cm^3]
130   Double_t SpeedElectron() const ;
131   // Holes <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 SpeedHole() const ;
135   // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
136   // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
137   // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
138   // temperature T [degree K].
139   Double_t SigmaDiffusion3D(Double_t  l) const;
140   // Returns the Gaussian sigma == <x^2 +y^2+z^2> [cm^2] due to the
141   // defusion of electrons or holes through a distance l [cm] caused by an
142   // applied voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
143   // temperature T [degree K].
144   Double_t SigmaDiffusion2D(Double_t l) const;
145   // Returns the Gaussian sigma == <x^2+z^2> [cm^2] due to the defusion of
146   // electrons or holes through a distance l [cm] caused by an applied
147   // voltage v [volt] through a distance d [cm] in any material at a
148   // temperature T [degree K].
149   Double_t SigmaDiffusion1D(Double_t l) const;
150   // Computes the Lorentz angle for Electron and Hole, under the Magnetic field bz (in kGauss)
151   Double_t LorentzAngleElectron(Double_t bz) const;
152   Double_t LorentzAngleHole(Double_t bz) const;
153   // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version A
154   Double_t DepletedRegionThicknessA(Double_t dopCons,
155                                     Double_t voltage,
156                                     Double_t elecCharge,
157                                     Double_t voltBuiltIn=0.5)const;
158   // Compute the thickness of the depleted region in a Si detector, version B
159   Double_t DepletedRegionThicknessB(Double_t resist,Double_t voltage,
160                                     Double_t mobility,
161                                     Double_t voltBuiltIn=0.5,
162                                     Double_t dielConst=1.E-12)const;
163   // Computes the temperature dependance of the reverse bias current
164   Double_t ReverseBiasCurrent(Double_t temp,Double_t revBiasCurT1,
165                               Double_t tempT1,Double_t energy=1.2)const;
166
167
168   void PrintParameters() const; 
169
170  protected:
171
172   static const Float_t fgkSPDBiasVoltageDefault;//default for fSPDBiasVoltage
173   static const Double_t fgkSPDThreshDefault; //default for fThresh
174   static const Double_t fgkSPDSigmaDefault; //default for fSigma
175   static const TString fgkSPDCouplingOptDefault;  // type of pixel Coupling (old or new)
176   static const Double_t fgkSPDCouplColDefault; //default for fSPDCouplCol
177   static const Double_t fgkSPDCouplRowDefault; //default for fSPDCouplRow
178   static const Float_t fgkSPDEccDiffDefault;//default for fSPDEccDiff
179   static const Float_t fgkSDDDiffCoeffDefault; // default for fSDDDiffCoeff
180   static const Float_t fgkSDDDiffCoeff1Default; // default for fSDDDiffCoeff1 
181   static const Float_t fgkSDDJitterErrorDefault; // default for fSDDJitterError
182   static const Float_t fgkSDDDynamicRangeDefault; // default for fSDDDynamicRange
183   static const Int_t fgkSDDMaxAdcDefault; // default for fSDDMaxAdc
184   static const Float_t fgkSDDChargeLossDefault; // default for fSDDChargeLoss
185
186   static const Double_t fgkSSDCouplingPRDefault;  // default values
187   static const Double_t fgkSSDCouplingPLDefault;  // for the
188   static const Double_t fgkSSDCouplingNRDefault;  // various SSD
189   static const Double_t fgkSSDCouplingNLDefault;  // couplings
190   static const Int_t fgkSSDZSThresholdDefault;  // default for fSSDZSThreshold
191
192   static const Float_t fgkNsigmasDefault; //default for fNsigmas
193   static const Int_t fgkNcompsDefault; //default for fNcomps
194
195  private:
196   Double_t fGeVcharge;      // Energy to ionize (free an electron) in GeV
197   Double_t fDOverV;  // The parameter d/v where d is the disance over which the
198                      // the potential v is applied d/v [cm/volts]
199
200   
201   Double_t fSPDBiasVoltage[240]; // Bias Voltage for the SPD
202   Double_t fSPDThresh[240];      // SPD Threshold value
203   Double_t fSPDSigma[240];       // SPD threshold fluctuations spread
204   Double_t fSPDNoise[240];       // SPD electronic noise: sigma
205   Double_t fSPDBaseline[240];    // SPD electronic noise: baseline
206   TString  fSPDCouplOpt;    // SPD Coupling Option
207   Double_t fSPDCouplCol;    // SPD Coupling parameter along the cols
208   Double_t fSPDCouplRow;    // SPD Coupling parameter along the rows
209   Float_t  fSPDEccDiff;     // Eccentricity (i.e. asymmetry parameter) in the 
210                             // Gaussian diffusion for SPD
211
212   Int_t    fSDDElectronics;  // SDD Electronics Pascal (1) or OLA (2)
213   Float_t  fSDDDiffCoeff;    // SDD Diffusion Coefficient (scaling the time)
214   Float_t  fSDDDiffCoeff1;   // SDD Diffusion Coefficient (constant term)
215   Float_t  fSDDJitterError;  // SDD jitter error
216   Float_t  fSDDDynamicRange; // SDD Dynamic Range 
217   Float_t  fSDDMaxAdc;       // SDD ADC saturation value
218   Float_t  fSDDChargeLoss;   // Set Linear Coefficient for Charge Loss 
219   
220   Double_t fSSDADCpereV;    // Constant to convert eV to ADC for SSD.
221   Double_t fSSDCouplingPR;  // SSD couplings
222   Double_t fSSDCouplingPL;  // SSD couplings
223   Double_t fSSDCouplingNR;  // SSD couplings
224   Double_t fSSDCouplingNL;  // SSD couplings   
225   Int_t    fSSDZSThreshold; // SSD threshold for the zero suppresion
226
227   Float_t  fNsigmas;   // Number of sigmas over which charge disintegration
228                        // is performed
229   Int_t      fNcomps;  // Number of samplings along the gaussian
230   TArrayF   *fGaus;    // Gaussian lookup table for signal generation
231
232   Double_t fN;  // the impurity concentration of the material in #/cm^3  (NOT USED!)
233   Float_t fT;   // The temperature of the Si in Degree K.
234
235   ClassDef(AliITSSimuParam,2);
236 };
237 #endif