ITS/AliITSsimulationSSD.cxx

   1
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <TObjArray.h>
   4 #include <TRandom.h>
   5
   6 #include "AliITSsegmentationSSD.h"
   7 #include "AliITSresponseSSD.h"
   8 #include "AliITSsimulationSSD.h"
   9 #include "AliITSdictSSD.h"
  10 #include "AliITSdcsSSD.h"
  11 #include "AliITS.h"
  12 #include "AliITShit.h"
  13 #include "AliITSdigit.h"
  14 #include "AliITSmodule.h"
  15 #include "AliRun.h"
  16
  17
  18 ClassImp(AliITSsimulationSSD);
  19 //------------------------------------------------------------
  20 AliITSsimulationSSD::AliITSsimulationSSD(AliITSsegmentation *seg,
  21                                          AliITSresponse *resp){
  22   // Constructor
  23
  24
  25     fSegmentation = seg;
  26     fResponse = resp;
  27     fDCS = new AliITSdcsSSD(seg,resp);
  28
  29     fNstrips = fSegmentation->Npx();
  30     fPitch = fSegmentation->Dpx(0);
  31
  32     fP = new TArrayF(fNstrips+1);
  33     fN = new TArrayF(fNstrips+1);
  34
  35     fTracksP = new AliITSdictSSD[fNstrips+1];
  36     fTracksN = new AliITSdictSSD[fNstrips+1];
  37
  38
  39     fSteps  = 10;   // still hard-wired - set in SetDetParam and get it via
  40                      // fDCS together with the others eventually
  41
  42 }
  43 //___________________________________________________________________________
  44 AliITSsimulationSSD& AliITSsimulationSSD::operator=(AliITSsimulationSSD
  45                                                                       &source){
  46 // Operator =
  47     if(this==&source) return *this;
  48
  49     this->fDCS = new AliITSdcsSSD(*(source.fDCS));
  50     this->fN   = new TArrayF(*(source.fN));
  51     this->fP   = new TArrayF(*(source.fP));
  52     this->fTracksP = new AliITSdictSSD(*(source.fTracksP));
  53     this->fTracksN = new AliITSdictSSD(*(source.fTracksN));
  54     this->fNstrips = source.fNstrips;
  55     this->fPitch   = source.fPitch;
  56     this->fSteps   = source.fSteps;
  57     return *this;
  58 }
  59 //_____________________________________________________________
  60 AliITSsimulationSSD::AliITSsimulationSSD(AliITSsimulationSSD &source){
  61   // copy constructor
  62    *this = source;
  63 }
  64 //____________________________________________________________________________
  65 AliITSsimulationSSD::~AliITSsimulationSSD() {
  66   // anihilator
  67
  68
  69     if(fP) delete fP;
  70     if(fN) delete fN;
  71
  72     if(fTracksP) delete [] fTracksP;
  73     if(fTracksN) delete [] fTracksN;
  74
  75     delete fDCS;
  76
  77 }
  78 //_______________________________________________________________
  79 //
  80 // Hit to digit
  81 //_______________________________________________________________
  82 //
  83 void AliITSsimulationSSD::DigitiseModule(AliITSmodule *mod,Int_t module,
  84                                          Int_t dummy) {
  85   // Digitizes one SSD module of hits.
  86
  87     TObjArray *hits = mod->GetHits();
  88     Int_t nhits = hits->GetEntriesFast();
  89     if (!nhits) return;
  90
  91     //printf("simSSD: module nhits %d %d\n",module,nhits);
  92
  93     Int_t i;
  94     for(i=0; i<fNstrips; i++) {
  95        (*fP)[i] = 0;
  96        (*fN)[i] = 0;
  97        fTracksP[i].ZeroTracks();
  98        fTracksN[i].ZeroTracks();
  99     }
 100
 101     //unsafe code but that's it for the moment
 102     for(i=0; i<nhits; i++) {
 103        HitToDigit(i,nhits,hits);
 104     }
 105
 106
 107
 108     ApplyNoise();
 109     ApplyCoupling();
 110     ApplyThreshold();
 111     ApplyDAQ();
 112
 113
 114 }
 115
 116 //---------------------------------------------------------------
 117
 118 void AliITSsimulationSSD::HitToDigit(Int_t & hitNo,
 119                                      Int_t nhits,TObjArray *hits) {
 120   // Turns one or more hits in an SSD module into one or more digits.
 121
 122     Int_t      track = -3;
 123     Float_t    ionization = 0;
 124
 125     AliITSdictSSD *dict;
 126
 127
 128     // check if this is the right order !!!!!
 129
 130
 131     AliITShit *hitI = (AliITShit*)hits->At(hitNo++);
 132     AliITShit *hitE = (AliITShit*)hits->At(hitNo);
 133
 134     while (!((hitE->StatusExiting()) ||
 135              (hitE->StatusDisappeared()) ||
 136              (hitE->StatusStop()))) {
 137         if (++hitNo<nhits) {
 138            ionization = hitE->GetIonization();
 139            hitE = (AliITShit*)hits->At(hitNo);
 140         }
 141     }
 142
 143
 144     if (hitI->GetTrack() == hitE->GetTrack())
 145        track = hitI->GetTrack();
 146     else
 147        printf("!!! Emergency !!!\n");
 148
 149
 150     ionization += hitE->GetIonization();
 151
 152     const Float_t kconvm=10000.;  // cm -> microns
 153
 154     Float_t xI, yI, zI;
 155     hitI->GetPositionL(xI, yI, zI);
 156
 157     xI *= kconvm;
 158     yI *= kconvm;
 159     zI *= kconvm;
 160
 161     Float_t xE, yE, zE;
 162     hitE->GetPositionL(xE, yE, zE);
 163
 164     xE *= kconvm;
 165     yE *= kconvm;
 166     zE *= kconvm;
 167
 168     Float_t dx = (xE - xI);
 169     Float_t dz = (zE - zI);
 170
 171     const Float_t kconv = 1.0e9 / 3.6;  // GeV -> e-hole pairs
 172
 173     Float_t enStep = kconv*ionization/fSteps;
 174
 175     dx /= fSteps;
 176     dz /= fSteps;
 177
 178     Float_t sigmaP, sigmaN;
 179     fResponse->SigmaSpread(sigmaP,sigmaN);
 180
 181     Float_t noiseP, noiseN;
 182     fResponse->GetNoiseParam(noiseP,noiseN);
 183
 184
 185     Int_t stripP,stripN;
 186     Float_t    dsP=0, dsN=0;
 187     Float_t    sP=0, sN=0;
 188     Float_t signal=0;
 189     for(Int_t i=0; i<fSteps; i++) {
 190         Int_t j;
 191         fSegmentation->GetPadIxz(xI,zI,stripP,stripN);
 192
 193         dsP    = Get2Strip(1,stripP,xI, zI); // Between 0-1
 194         dsN    = Get2Strip(0,stripN,xI, zI); // Between 0-1
 195
 196         //sP = sigmaP * sqrt(300. * i / (fSteps));
 197         //sN = sigmaN * sqrt(300. * i /(fSteps-i));
 198
 199         sP = sigmaP * sqrt(300. * (i+1) / (fSteps));
 200         sN = sigmaN * sqrt(300. * (i+1) /(fSteps-i));
 201
 202
 203         sP = (i<2        && dsP>0.3 && dsP<0.7)? 20. : sP;  // square of (microns)
 204         sN = (i>fSteps-2 && dsN>0.3 && dsN<0.7)? 20. : sN;  // square of (microns)
 205
 206         sP = (i==2 && dsP>0.4 && dsP<0.6)? 15. : sP;  // square of (microns)
 207         sN = (i==8 && dsN>0.4 && dsN<0.6)? 15. : sN;  // square of (microns)
 208
 209         for (j=-1; j<2; j++) {
 210             if (stripP+j<0 || stripP+j>fNstrips) continue;
 211             signal = enStep * TMath::Abs( (F(j+0.5-dsP,sP)-F(j-0.5-dsP,sP)) );
 212             if (signal > noiseP/fSteps) {
 213                (*fP)[stripP+j] += signal;
 214                dict = (fTracksP+stripP+j);
 215                (*dict).AddTrack(track);
 216             }
 217         }  // end for j loop over neighboring strips
 218
 219         for (j=-1; j<2; j++) {
 220             if (stripN+j<0 || stripN+j>fNstrips) continue;
 221             signal = enStep * TMath::Abs( (F(j+0.5-dsN,sN)-F(j-0.5-dsN,sN)) );
 222             if (signal > noiseN/fSteps) {
 223                (*fN)[stripN+j] += signal;
 224                dict = (fTracksN+stripN+j);    //co to jest
 225                (*dict).AddTrack(track);
 226             }
 227         }  // end for j loop over neighboring strips
 228
 229         xI += dx;
 230         zI += dz;
 231     }
 232
 233
 234 }
 235
 236
 237 //____________________________________________________________________
 238 //
 239 //  Private Methods for Simulation
 240 //______________________________________________________________________
 241 //
 242
 243 void AliITSsimulationSSD::ApplyNoise() {
 244   // Apply Noise.
 245    Float_t noiseP, noiseN;
 246    fResponse->GetNoiseParam(noiseP,noiseN);
 247
 248     Int_t i;
 249     for(i = 0; i<fNstrips; i++) {
 250        (*fP)[i] += gRandom->Gaus(0,noiseP);
 251        (*fN)[i] += gRandom->Gaus(0,noiseN);
 252     }
 253 }
 254
 255 //_________________________________________________________________________
 256
 257 void AliITSsimulationSSD::ApplyCoupling() {
 258   // Apply the effecto of electronic coupling between channels
 259     Int_t i;
 260     for(i = 1; i<fNstrips-1; i++) {
 261       (*fP)[i] += (*fP)[i-1]*fDCS->GetCouplingPL() + (*fP)[i+1]*fDCS->GetCouplingPR();
 262       (*fN)[i] += (*fN)[i-1]*fDCS->GetCouplingNL() + (*fN)[i+1]*fDCS->GetCouplingNR();
 263     }
 264 }
 265
 266 //__________________________________________________________________________
 267
 268 void AliITSsimulationSSD::ApplyThreshold() {
 269   // Applies the effect of a threshold on the signals for digitization.
 270    Float_t noiseP, noiseN;
 271    fResponse->GetNoiseParam(noiseP,noiseN);
 272
 273    // or introduce the SetThresholds in fResponse
 274
 275     Int_t i;
 276     for(i=0; i<fNstrips; i++) {
 277        (*fP)[i] = ((*fP)[i] > noiseP*4) ? (*fP)[i] : 0;
 278        (*fN)[i] = ((*fN)[i] > noiseN*4) ? (*fN)[i] : 0;
 279     }
 280
 281 }
 282
 283 //__________________________________________________________________________
 284
 285 void AliITSsimulationSSD::ApplyDAQ() {
 286   // Converts simulated signals to simulated ADC counts
 287     AliITS *its=(AliITS*)gAlice->GetModule("ITS");
 288
 289     Float_t noiseP, noiseN;
 290     fResponse->GetNoiseParam(noiseP,noiseN);
 291
 292     char opt[30],dummy[20];
 293     fResponse->ParamOptions(opt,dummy);
 294
 295     Int_t i,j;
 296     if (strstr(opt,"SetInvalid")) {
 297       printf("invalid option %s\n",opt);
 298       // Set signal = 0 if invalid strip
 299       for(i=0; i<fNstrips; i++) {
 300          if (!(fDCS->IsValidP(i))) (*fP)[i] = 0;
 301          if (!(fDCS->IsValidN(i))) (*fN)[i] = 0;
 302       }
 303     }
 304
 305     Int_t digits[3], tracks[3], hits[3];
 306     Float_t charges[3];
 307     Float_t phys=0;
 308     for(i=0;i<3;i++) tracks[i]=-3;
 309     for(i=0; i<fNstrips; i++) {
 310        if( (strstr(opt,"SetInvalid") && (*fP)[i] < noiseP*4) || !(*fP)[i]) continue;
 311           digits[0]=1;
 312           digits[1]=i;
 313           digits[2]=(int)(*fP)[i];
 314           for(j=0; j<(fTracksP+i)->GetNTracks(); j++) {
 315             if(j>2) continue;
 316             if((fTracksP+i)->GetNTracks()) tracks[j]=(fTracksP+i)->GetTrack(j);
 317             else tracks[j]=-2;
 318             //printf("P side: i,j,tracks[j] %d %d %d\n",i,j,tracks[j]);
 319             charges[j] = 0;
 320             hits[j] = -1;
 321           }
 322           its->AddSimDigit(2,phys,digits,tracks,hits,charges);
 323
 324           //cout << (fTracksP+i)->GetNTracks();
 325           //
 326           //if ((fTracksP+i)->GetNTracks() == 0) {
 327           //   cout << d.fCoord2 << " " << d.fSignal << "\n";
 328           //}
 329     }
 330
 331
 332     for(i=0; i<fNstrips; i++) {
 333        if( (strstr(opt,"SetInvalid") && (*fN)[i] < noiseN*4)|| !(*fN)[i]) continue;
 334           digits[0]=0;
 335           digits[1]=i;
 336           digits[2]=(int)(*fN)[i];
 337           for( j=0; j<(fTracksN+i)->GetNTracks(); j++) {
 338             if(j>2) continue;
 339             if((fTracksN+i)->GetNTracks()) tracks[j]=(fTracksN+i)->GetTrack(j);
 340             else tracks[j]=-2;
 341             //printf("N side: i,j,tracks[j] %d %d %d\n",i,j,tracks[j]);
 342             charges[j] = 0;
 343             hits[j] = -1;
 344           }
 345           its->AddSimDigit(2,phys,digits,tracks,hits,charges);
 346
 347           //cout << (fTracksN+i)->GetNTracks();
 348           //if ((fTracksN+i)->GetNTracks() == 0) {
 349           //   cout << d.fCoord2 << " " << d.fSignal << "\n";
 350           //}
 351     }
 352
 353 }
 354
 355
 356 //____________________________________________________________________________
 357
 358 Float_t AliITSsimulationSSD::F(Float_t x, Float_t s) {
 359   // Computes the integral of a gaussian at the mean valuse x with sigma s.
 360     //printf("SDD:F(%e,%e)\n",x,s);
 361
 362     Float_t fval=0;
 363     if(s) fval=0.5*TMath::Erf(x * fPitch / s) ;
 364     else {
 365       Error("SSD simulation: F","sigma is zero!!!",s);
 366     }
 367     return fval;
 368 }
 369
 370 //______________________________________________________________________
 371
 372 Float_t AliITSsimulationSSD::Get2Strip(Int_t flag, Int_t iStrip, Float_t x, Float_t z){
 373   // Returns the relative space between two strips.
 374
 375     // flag==1 for Pside, 0 for Nside
 376
 377     Float_t stereoP, stereoN;
 378     fSegmentation->Angles(stereoP,stereoN);
 379
 380     Float_t tanP=TMath::Tan(stereoP);
 381     Float_t tanN=TMath::Tan(stereoN);
 382
 383     Float_t dx = fSegmentation->Dx();
 384     Float_t dz = fSegmentation->Dz();
 385
 386
 387      x += dx/2;
 388      z += dz/2;
 389
 390      if (flag) return (x - z*tanP) / fPitch - iStrip;       // from 0 to 1
 391      else  return (x - tanN*(dz - z)) / fPitch - iStrip;
 392 }
 393 //____________________________________________________________________________