ITS/AliITSsegmentationSDD.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 #include <Riostream.h>
  16 #include <TMath.h>
  17
  18 #include "AliITSsegmentationSDD.h"
  19 #include "AliITSgeomSDD.h"
  20 #include "AliITSresponseSDD.h"
  21
  22 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23 // Segmentation class for drift detectors                                  //
  24 //                                                                         //
  25 //     microcables                                  microcables            //
  26 //       /\                                           /\                   //
  27 //       ||                                           ||                   //
  28 //       ||                                           ||                   //
  29 //       ||                                           ||                   //
  30 //        0                     256                    0                   //
  31 //      0 |----------------------|---------------------| 511               //
  32 //        |       time-bins      |     time-bins       |                   //
  33 //        | a                    |                   a |                   //
  34 //        | n                    |                   n |                   //
  35 //    X <_|_o____________________|___________________o_|__                 //
  36 //        | d                    |                   d |                   //
  37 //        | e     LEFT SIDE      |   RIGHT SIDE      e |                   //
  38 //        | s     CHANNEL 0      |   CHANNEL 1       s |                   //
  39 //        |       Xlocal > 0     |   Xlocal < 0        |                   //
  40 //    255 |----------------------|---------------------| 256               //
  41 //                               |                                         //
  42 //                               |                                         //
  43 //                               V                                         //
  44 //                               Z                                         //
  45 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  46
  47 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDxDefault = 35085.;
  48 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDzDefault = 75264.;
  49 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkDyDefault = 300.;
  50 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkPitchDefault = 294.;
  51 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkClockDefault = 40.;
  52 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkHalfNanodesDefault = 256;
  53 const Int_t AliITSsegmentationSDD::fgkNsamplesDefault = 256;
  54 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkCm2Micron = 10000.;
  55 const Float_t AliITSsegmentationSDD::fgkMicron2Cm = 1.0E-04;
  56 ClassImp(AliITSsegmentationSDD)
  57 //----------------------------------------------------------------------
  58 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(AliITSgeom* geom):
  59 AliITSsegmentation(geom),
  60 fNsamples(0),
  61 fNanodes(0),
  62 fPitch(0),
  63 fTimeStep(0),
  64 fDriftSpeed(0),
  65 fSetDriftSpeed(0){
  66   // constructor
  67    fDriftSpeed=AliITSresponseSDD::DefaultDriftSpeed();
  68    fCorr=0;
  69    SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
  70    SetPadSize(fgkPitchDefault,fgkClockDefault);
  71    SetNPads(fgkHalfNanodesDefault,fgkNsamplesDefault);
  72 }
  73 //______________________________________________________________________
  74 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD() : AliITSsegmentation(),
  75 fNsamples(0),
  76 fNanodes(0),
  77 fPitch(0),
  78 fTimeStep(0),
  79 fDriftSpeed(0),
  80 fSetDriftSpeed(0){
  81   // Default constructor
  82    fDriftSpeed=0;
  83    SetDetSize(fgkDxDefault,fgkDzDefault,fgkDyDefault);
  84    SetPadSize(fgkPitchDefault,fgkClockDefault);
  85    SetNPads(fgkHalfNanodesDefault,fgkNsamplesDefault);
  86 }
  87
  88 //______________________________________________________________________
  89 void AliITSsegmentationSDD::Copy(TObject &obj) const {
  90   // protected method. copy this to obj
  91   AliITSsegmentation::Copy(obj);
  92   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNsamples = fNsamples;
  93   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fNanodes = fNanodes;
  94   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fPitch = fPitch;
  95   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fTimeStep = fTimeStep;
  96   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fDriftSpeed = fDriftSpeed;
  97   ((AliITSsegmentationSDD& ) obj).fSetDriftSpeed = fSetDriftSpeed;
  98 }
  99
 100 //______________________________________________________________________
 101 AliITSsegmentationSDD& AliITSsegmentationSDD::operator=(const AliITSsegmentationSDD &source){
 102    // = operator
 103    if(this==&source) return *this;
 104    source.Copy(*this);
 105    return *this;
 106 }
 107
 108 //____________________________________________________________________________
 109 AliITSsegmentationSDD::AliITSsegmentationSDD(const AliITSsegmentationSDD &source) :
 110     AliITSsegmentation(source),
 111 fNsamples(0),
 112 fNanodes(0),
 113 fPitch(0),
 114 fTimeStep(0),
 115 fDriftSpeed(0),
 116 fSetDriftSpeed(0){
 117   // copy constructor
 118   source.Copy(*this);
 119 }
 120
 121 //----------------------------------------------------------------------
 122 void AliITSsegmentationSDD::Init(){
 123   // Standard initilisation routine
 124
 125    if(!fGeom) {
 126      AliFatal("Pointer to ITS geometry class (AliITSgeom) is null\n");
 127      return;
 128    }
 129    AliITSgeomSDD *gsdd = (AliITSgeomSDD *) (fGeom->GetShape(3,1,1));
 130
 131    fDz = 2.*fgkCm2Micron*gsdd->GetDz();
 132    fDx = fgkCm2Micron*gsdd->GetDx();
 133    fDy = 2.*fgkCm2Micron*gsdd->GetDy();
 134 }
 135
 136 //----------------------------------------------------------------------
 137 void AliITSsegmentationSDD::
 138 Neighbours(Int_t iX, Int_t iZ, Int_t* Nlist, Int_t Xlist[8], Int_t Zlist[8]) const {
 139   // returns neighbours for use in Cluster Finder routines and the like
 140
 141     if(iX >= fNanodes) printf("iX > fNanodes %d %d\n",iX,fNanodes);
 142     if(iZ >= fNsamples) printf("iZ > fNsamples %d %d\n",iZ,fNsamples);
 143     *Nlist=4;
 144     Xlist[0]=Xlist[1]=iX;
 145     if(iX && (iX != fNanodes/2)) Xlist[2]=iX-1;
 146     else Xlist[2]=iX;
 147     if ((iX !=fNanodes/2 -1) && (iX != fNanodes)) Xlist[3]=iX+1;
 148     else Xlist[3]=iX;
 149     if(iZ) Zlist[0]=iZ-1;
 150     else Zlist[0]=iZ;
 151     if (iZ < fNsamples) Zlist[1]=iZ+1;
 152     else Zlist[1]=iZ;
 153     Zlist[2]=Zlist[3]=iZ;
 154 }
 155 //----------------------------------------------------------------------
 156 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetAnodeFromLocal(Float_t xloc,Float_t zloc) const {
 157   // returns anode coordinate (as float) starting from local coordinates
 158   Float_t xAnode=zloc*fgkCm2Micron/fPitch;
 159   if(xloc>0){   // left side (anodes 0-255, anode 0 at zloc<0)
 160     xAnode+=(Float_t)fNanodes/4;
 161   }else{ // right side (anodes 256-511, anode 0 at zloc>0)
 162     xAnode=3*fNanodes/4-xAnode;
 163   }
 164   return xAnode;
 165 }
 166
 167 //----------------------------------------------------------------------
 168 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetLocalZFromAnode(Int_t nAnode) const{
 169   // returns local Z coordinate from anode number (integer)
 170   Float_t zAnode=(Float_t)nAnode+0.5;
 171   return GetLocalZFromAnode(zAnode);
 172 }
 173
 174 //----------------------------------------------------------------------
 175 Float_t AliITSsegmentationSDD::GetLocalZFromAnode(Float_t zAnode) const{
 176   // returns local Z coordinate from anode number (float)
 177   Float_t zloc=0.;
 178   if(zAnode<fNanodes/2){ // left side
 179     zloc=(zAnode*fPitch-fDz/2)*fgkMicron2Cm;
 180   }else{  // right side
 181     zAnode-=fNanodes/2;
 182     zloc=-(zAnode*fPitch-fDz/2)*fgkMicron2Cm;
 183   }
 184   return zloc;
 185 }
 186 //----------------------------------------------------------------------
 187 void AliITSsegmentationSDD::GetPadIxz(Float_t x,Float_t z,
 188                                       Int_t &timebin,Int_t &anode) const {
 189 // Returns cell coordinates (time sample,anode)
 190 // for given real local coordinates (x,z)
 191
 192   // expects x, z in cm
 193
 194   Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(x*fgkCm2Micron);
 195   timebin=(Int_t)(driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep);
 196   anode=(Int_t)GetAnodeFromLocal(x,z);
 197   if(!fSetDriftSpeed){
 198     timebin=-999;
 199     AliWarning("Drift speed not set: timebin is dummy");
 200   }
 201
 202 }
 203 //----------------------------------------------------------------------
 204 void AliITSsegmentationSDD::GetPadCxz(Int_t timebin,Int_t anode,
 205                                       Float_t &x ,Float_t &z) const{
 206   // Transform from cell to real local coordinates
 207   // returns x, z in cm
 208
 209   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 210   // the +0.5 means that an # and time bin # should start from 0 !!!
 211
 212   Float_t driftpath=GetDriftTimeFromTb(timebin)*fDriftSpeed;
 213   if (anode < fNanodes/2){ // left side, positive x
 214     x=(fDx-driftpath)*fgkMicron2Cm;
 215   }else{ // right side, negative x
 216     x = -(fDx-driftpath)*fgkMicron2Cm;
 217   }
 218   z=GetLocalZFromAnode(anode);
 219   if(!fSetDriftSpeed){
 220     x=-9999.;
 221     AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 222   }
 223 }
 224 //----------------------------------------------------------------------
 225 void AliITSsegmentationSDD::GetPadTxz(Float_t &x,Float_t &z) const{
 226     // Get anode and time bucket as floats - numbering from 0
 227
 228     // expects x, z in cm
 229
 230     Float_t xloc=x;
 231     Float_t zloc=z;
 232     Float_t driftpath=fDx-TMath::Abs(fgkCm2Micron*xloc);
 233     x=driftpath/fDriftSpeed/fTimeStep;
 234     if (xloc < 0) x = -x;
 235     z=GetAnodeFromLocal(xloc,zloc);
 236     if(!fSetDriftSpeed){
 237       x=-9999.;
 238       AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 239     }
 240 }
 241 //----------------------------------------------------------------------
 242 void AliITSsegmentationSDD::Print(Option_t *opt) const {
 243   // Print SDD segmentation Parameters
 244
 245    cout << "**************************************************" << endl;
 246    cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << opt << endl;
 247    cout << "**************************************************" << endl;
 248    cout << "Number of Time Samples: " << fNsamples << endl;
 249    cout << "Number of Anodes: " << fNanodes << endl;
 250    cout << "Time Step (ns): " << fTimeStep << endl;
 251    cout << "Anode Pitch (um): " << fPitch << endl;
 252    cout << "Full Detector Width     (x): " << fDx;
 253    cout<<" (Default is "<<fgkDxDefault<<") "<<endl;
 254    cout << "Half Detector Length    (z): " << fDz;
 255    cout<<" (Default is "<<fgkDzDefault<<") "<<endl;
 256    cout << "Full Detector Thickness (y): " << fDy;
 257    cout<<" (Default is "<<fgkDyDefault<<") "<<endl;
 258    cout << "**************************************************" << endl;
 259
 260 }
 261
 262 //----------------------------------------------------------------------
 263 void AliITSsegmentationSDD::PrintDefaultParameters() const {
 264   // print SDD parameters defined as static const data members
 265
 266   cout << "**************************************************" << endl;
 267   cout << "  Silicon Drift Detector Segmentation Parameters  " << endl;
 268   cout << " Default values defined as static const data members"<< endl;
 269   cout << " Actual values can be set with the relevant setters"<< endl;
 270   cout << "**************************************************" << endl;
 271   cout<<"fgkDxDefault = "<<fgkDxDefault<<endl;
 272   cout<<"fgkDzDefault = "<<fgkDzDefault<<endl;
 273   cout<<"fgkDyDefault = "<<fgkDyDefault<<endl;
 274   cout<<"fgkPitchDefault = "<<fgkPitchDefault<<endl;
 275   cout<<"fgkClockDefault = "<<fgkClockDefault<<endl;
 276   cout<<"fgkHalfNanodesDefault = "<<fgkHalfNanodesDefault<<endl;
 277   cout<<"fgkNsamplesDefault = "<<fgkNsamplesDefault<<endl;
 278   cout << "**************************************************" << endl;
 279
 280 }
 281
 282 //______________________________________________________________________
 283 Bool_t AliITSsegmentationSDD::LocalToDet(Float_t x,Float_t z,
 284                                          Int_t &ix,Int_t &iz) const {
 285 // Transformation from Geant detector centered local coordinates (cm) to
 286 // time bucket numbers ix and anode number iz.
 287 // Input:
 288 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 289 //                  center of the sensitive volume.
 290 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 291 //                  center of the sensitive volulme.
 292 // Output:
 293 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 294 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 295 //   A value of -1 for ix or iz indecates that this point is outside of the
 296 // detector segmentation as defined.
 297
 298     Float_t dx,dz;
 299
 300     ix = -1; // default values
 301     iz = -1; // default values
 302     dx = -fgkMicron2Cm*Dx(); // lower left edge in cm.
 303     dz = -0.5*fgkMicron2Cm*Dz(); // lower left edge in cm.
 304     if(x<dx || x>-dx) {
 305       AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",x,dx,-dx));
 306       return kFALSE; // outside of defined volume.
 307     }
 308     if(z<dz || z>-dz) {
 309       AliWarning(Form("Input argument %f out of range (%f, %f)",z,dz,-dz));
 310       return kFALSE; // outside of defined volume.
 311     }
 312     GetPadIxz(x,z,ix,iz);
 313     if(!fSetDriftSpeed){
 314       ix=-999;
 315       AliWarning("Drift speed not set: timebin is dummy");
 316       return kFALSE;
 317     }
 318     return kTRUE; // Found ix and iz, return.
 319 }
 320 //______________________________________________________________________
 321 void AliITSsegmentationSDD::DetToLocal(Int_t ix,Int_t iz,Float_t &x,Float_t &z) const
 322 {
 323 // Transformation from Detector time bucket and anode coordiantes to Geant
 324 // detector centerd local coordinates (cm).
 325 // Input:
 326 // Int_t    ix      detector x time coordinate. Has the range 0<=ix<fNsamples.
 327 // Int_t    iz      detector z anode coordinate. Has the range 0<=iz<fNandoes.
 328 // Output:
 329 // Float_t   x      detector local coordinate x in cm with respect to the
 330 //                  center of the sensitive volume.
 331 // Float_t   z      detector local coordinate z in cm with respect to the
 332 //                  center of the sensitive volulme.
 333 // If ix and or iz is outside of the segmentation range a value of -Dx()
 334 // or -0.5*Dz() is returned.
 335
 336   x=-Dx();
 337   z=-0.5*Dz();
 338   if(ix<0 || ix>=Npx()) {
 339     AliWarning(Form("Input argument %d out of range (0, %d)",ix,Npx()));
 340     return; // outside of detector
 341   }
 342   if(iz<0 || iz>=Npz()) {
 343     AliWarning(Form("Input argument %d out of range (0, %d)",iz,Npz()));
 344     return; // outside of detctor
 345   }
 346   GetPadCxz(ix,iz,x,z);
 347   if(!fSetDriftSpeed){
 348     x=-9999.;
 349     AliWarning("Drift speed not set: x coord. is dummy");
 350   }
 351   return; // Found x and z, return.
 352 }