MUON/AliMUONResponseV0.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 // Class AliMUONResponseV0
  20 // --------------------------
  21 // Implementation of
  22 // Mathieson response
  23 //-----------------------------------------------------------------------------
  24
  25 #include "AliMUONResponseV0.h"
  26 #include "AliMUON.h"
  27 #include "AliMUONConstants.h"
  28 #include "AliMUONDigit.h"
  29 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  30 #include "AliMUONHit.h"
  31 #include "AliMUONConstants.h"
  32
  33 #include "AliMpArea.h"
  34 #include "AliMpDEManager.h"
  35 #include "AliMpVPadIterator.h"
  36 #include "AliMpSegmentation.h"
  37 #include "AliMpVSegmentation.h"
  38 #include "AliMpCathodType.h"
  39
  40 #include "AliRun.h"
  41 #include "AliLog.h"
  42
  43 #include "Riostream.h"
  44 #include "TVector2.h"
  45 #include <TMath.h>
  46 #include <TRandom.h>
  47
  48 /// \cond CLASSIMP
  49 ClassImp(AliMUONResponseV0)
  50 /// \endcond
  51
  52 AliMUON* muon()
  53 {
  54     return static_cast<AliMUON*>(gAlice->GetModule("MUON"));
  55 }
  56
  57 void Global2Local(Int_t detElemId, Double_t xg, Double_t yg, Double_t zg,
  58                   Double_t& xl, Double_t& yl, Double_t& zl)
  59 {
  60   /// ideally should be :
  61   /// Double_t x,y,z;
  62   /// AliMUONGeometry::Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,x,y,z);
  63   /// but while waiting for this geometry singleton, let's go through
  64   /// AliMUON still.
  65
  66   const AliMUONGeometryTransformer* transformer = muon()->GetGeometryTransformer();
  67   transformer->Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,xl,yl,zl);
  68 }
  69
  70 //__________________________________________________________________________
  71 AliMUONResponseV0::AliMUONResponseV0()
  72   : AliMUONResponse(),
  73   fChargeSlope(0.0),
  74   fChargeSpreadX(0.0),
  75   fChargeSpreadY(0.0),
  76   fSigmaIntegration(0.0),
  77   fMaxAdc(0),
  78   fSaturation(0),
  79   fZeroSuppression(0),
  80   fChargeCorrel(0.0),
  81   fMathieson(new AliMUONMathieson),
  82   fChargeThreshold(1e-4),
  83   fIsTailEffect(kFALSE)
  84 {
  85     /// Normal constructor
  86     AliDebug(1,Form("Default ctor"));
  87 }
  88
  89 //__________________________________________________________________________
  90 AliMUONResponseV0::AliMUONResponseV0(const AliMUONResponseV0& other)
  91 : AliMUONResponse(),
  92 fChargeSlope(0.0),
  93 fChargeSpreadX(0.0),
  94 fChargeSpreadY(0.0),
  95 fSigmaIntegration(0.0),
  96 fMaxAdc(0),
  97 fSaturation(0),
  98 fZeroSuppression(0),
  99 fChargeCorrel(0.0),
 100 fMathieson(0),
 101 fChargeThreshold(1e-4),
 102 fIsTailEffect(kFALSE)
 103 {
 104   /// copy ctor
 105   other.CopyTo(*this);
 106 }
 107
 108 //__________________________________________________________________________
 109 AliMUONResponseV0&
 110 AliMUONResponseV0::operator=(const AliMUONResponseV0& other)
 111 {
 112   /// Assignment operator
 113   other.CopyTo(*this);
 114   return *this;
 115 }
 116
 117 //__________________________________________________________________________
 118 AliMUONResponseV0::~AliMUONResponseV0()
 119 {
 120 /// Destructor
 121
 122   AliDebug(1,"");
 123   delete fMathieson;
 124 }
 125
 126 //______________________________________________________________________________
 127 void
 128 AliMUONResponseV0::CopyTo(AliMUONResponseV0& other) const
 129 {
 130   /// Copy *this to other
 131   other.fChargeSlope=fChargeSlope;
 132   other.fChargeSpreadX=fChargeSpreadX;
 133   other.fChargeSpreadY=fChargeSpreadY;
 134   other.fSigmaIntegration=fSigmaIntegration;
 135   other.fMaxAdc=fMaxAdc;
 136   other.fSaturation=fSaturation;
 137   other.fZeroSuppression=fZeroSuppression;
 138   other.fChargeCorrel=fChargeCorrel;
 139   delete other.fMathieson;
 140   other.fMathieson = new AliMUONMathieson(*fMathieson);
 141   other.fChargeThreshold=fChargeThreshold;
 142 }
 143
 144 //______________________________________________________________________________
 145 void
 146 AliMUONResponseV0::Print(Option_t*) const
 147 {
 148 /// Printing
 149
 150   cout << " ChargeSlope=" << fChargeSlope
 151     << " ChargeSpreadX,Y=" << fChargeSpreadX
 152     << fChargeSpreadY
 153     << " ChargeCorrelation=" << fChargeCorrel
 154     << endl;
 155 }
 156
 157   //__________________________________________________________________________
 158 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(Float_t SqrtKx3)
 159 {
 160   /// Set to "SqrtKx3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKx3")
 161   /// in the X direction, perpendicular to the wires,
 162   /// and derive the Mathieson parameters K2 ("fKx2") and K4 ("fKx4")
 163   /// in the same direction
 164   fMathieson->SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(SqrtKx3);
 165 }
 166
 167   //__________________________________________________________________________
 168 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(Float_t SqrtKy3)
 169 {
 170   /// Set to "SqrtKy3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKy3")
 171   /// in the Y direction, along the wires,
 172   /// and derive the Mathieson parameters K2 ("fKy2") and K4 ("fKy4")
 173   /// in the same direction
 174   fMathieson->SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(SqrtKy3);
 175 }
 176   //__________________________________________________________________________
 177 Float_t AliMUONResponseV0::IntPH(Float_t eloss) const
 178 {
 179   /// Calculate charge from given ionization energy loss
 180   Int_t nel;
 181   nel= Int_t(eloss*1.e9/27.4);
 182   Float_t charge=0;
 183   if (nel == 0) nel=1;
 184   for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
 185       Float_t arg=0.;
 186       while(!arg) arg = gRandom->Rndm();
 187       charge -= fChargeSlope*TMath::Log(arg);
 188   }
 189   return charge;
 190 }
 191
 192 //_____________________________________________________________________________
 193 Float_t
 194 AliMUONResponseV0::GetAnod(Float_t x) const
 195 {
 196   /// Return wire coordinate closest to x.
 197
 198   Int_t n = Int_t(x/Pitch());
 199   Float_t wire = (x>0) ? n+0.5 : n-0.5;
 200   return Pitch()*wire;
 201 }
 202
 203 //______________________________________________________________________________
 204 void
 205 AliMUONResponseV0::DisIntegrate(const AliMUONHit& hit, TList& digits, Float_t timeDif)
 206 {
 207   /// Go from 1 hit to a list of digits.
 208   /// The energy deposition of that hit is first converted into charge
 209   /// (in IntPH() method), and then this charge is dispatched on several
 210   /// pads, according to the Mathieson distribution.
 211
 212   digits.Clear();
 213
 214   Int_t detElemId = hit.DetElemId();
 215   Double_t hitX = hit.X() ;
 216   Double_t hitY = hit.Y() ;
 217   Double_t hitZ = hit.Z() ;
 218
 219   // Width of the integration area
 220   Double_t dx = SigmaIntegration()*ChargeSpreadX();
 221   Double_t dy = SigmaIntegration()*ChargeSpreadY();
 222
 223   //Modify to take the tailing effect.
 224   if(fIsTailEffect){
 225     Double_t locX,locY,locZ,globXCenter,globYCenter,globZ;
 226     Int_t para = 5; // This parameter is a natural number(excluding zero), higher the value less is the tailing effect
 227     Double_t termA = 1.0;
 228     Double_t termB = 1.0;
 229     if(para>0){
 230       for ( Int_t cath = AliMp::kCath0; cath <= AliMp::kCath1; ++cath )
 231         {
 232           // Get an iterator to loop over pads, within the given area.
 233           const AliMpVSegmentation* seg =
 234             AliMpSegmentation::Instance()
 235             ->GetMpSegmentation(detElemId,AliMp::GetCathodType(cath));
 236           AliMp::PlaneType plane = seg->PlaneType();
 237
 238           if(plane == AliMp::kBendingPlane) {
 239             Global2Local(detElemId,hitX,hitY,hitZ,locX,locY,locZ);
 240             AliMpPad pad = seg->PadByPosition(locX,locY,kFALSE);
 241             if(pad.IsValid()){
 242               Double_t locYCenter = pad.GetPositionY();
 243               Double_t locXCenter = pad.GetPositionX();
 244               const AliMUONGeometryTransformer* transformer = muon()->GetGeometryTransformer();
 245               transformer->Local2Global(detElemId,locXCenter,locYCenter,locZ,globXCenter,globYCenter,globZ);
 246               for(Int_t itime = 0; itime<para; itime++)
 247                 termA *= 10.0;
 248
 249               for(Int_t itime = 0; itime<Int_t((2*para) + 1); itime++)
 250                 termB *= (hitY - globYCenter) ;
 251
 252               hitY = hitY + termA*termB;
 253             }// if the pad is a valid one
 254           }// if bending plane
 255         }// cathode loop
 256     }// if para > 0 condn
 257   }// if tail effect
 258
 259   // Use that (dx,dy) to specify the area upon which
 260   // we will iterate to spread charge into.
 261   Double_t x,y,z;
 262   Global2Local(detElemId,hitX,hitY,hitZ,x,y,z);
 263   x = GetAnod(x);
 264   AliMpArea area(x,y,dx,dy);
 265
 266   // Get pulse height from energy loss.
 267   Float_t qtot = IntPH(hit.Eloss());
 268
 269   // If from a pileup event we apply a reduction factor to the charge
 270   if (timeDif!=0){
 271     qtot = AliMUONConstants::ReducedQTot(qtot,timeDif);
 272   }
 273
 274   // Scale the charge to it'll (roughly) be in fC
 275   qtot *= AliMUONConstants::DefaultADC2MV()*AliMUONConstants::DefaultA0()*AliMUONConstants::DefaultCapa();
 276
 277   // Get the charge correlation between cathodes.
 278   Float_t currentCorrel = TMath::Exp(gRandom->Gaus(0.0,ChargeCorrel()/2.0));
 279
 280   for ( Int_t cath = AliMp::kCath0; cath <= AliMp::kCath1; ++cath )
 281   {
 282     Float_t qcath = qtot * ( cath == 0 ? currentCorrel : 1.0/currentCorrel);
 283
 284     // Get an iterator to loop over pads, within the given area.
 285     const AliMpVSegmentation* seg =
 286         AliMpSegmentation::Instance()
 287           ->GetMpSegmentation(detElemId,AliMp::GetCathodType(cath));
 288
 289     AliMpVPadIterator* it = seg->CreateIterator(area);
 290
 291     if (!it)
 292     {
 293       AliError(Form("Could not get iterator for detElemId %d",detElemId));
 294       return;
 295     }
 296
 297     // Start loop over pads.
 298     it->First();
 299
 300     if ( it->IsDone() )
 301     {
 302       // Exceptional case : iterator is built, but is invalid from the start.
 303       AliMpPad pad = seg->PadByPosition(area.GetPositionX(),area.GetPositionY(),
 304                                         kFALSE);
 305       if ( pad.IsValid() )
 306       {
 307         AliDebug(1, Form("Got an invalid iterator bug (area.Position() is within "
 308                       " DE but the iterator is void) for detElemId %d cath %d",
 309                       detElemId,cath));
 310       }
 311       else
 312       {
 313         AliDebug(1, Form("Got an invalid iterator bug for detElemId %d cath %d."
 314                       "Might be a bad hit ? area.Position()=(%e,%e) "
 315                       "Dimensions()=(%e,%e)",
 316                       detElemId,cath,area.GetPositionX(),area.GetPositionY(),
 317                       area.GetDimensionX(),area.GetDimensionY()));
 318       }
 319       delete it;
 320       return;
 321     }
 322
 323     while ( !it->IsDone() )
 324     {
 325       // For each pad given by the iterator, compute the charge of that
 326       // pad, according to the Mathieson distribution.
 327       AliMpPad pad = it->CurrentItem();
 328       TVector2 lowerLeft(TVector2(x,y)-TVector2(pad.GetPositionX(),pad.GetPositionY())-
 329                          TVector2(pad.GetDimensionX(),pad.GetDimensionY()));
 330       TVector2 upperRight(lowerLeft + TVector2(pad.GetDimensionX(),pad.GetDimensionY())*2.0);
 331       Float_t qp = TMath::Abs(fMathieson->IntXY(lowerLeft.X(),lowerLeft.Y(),
 332                                                 upperRight.X(),upperRight.Y()));
 333
 334       if ( qp > fChargeThreshold &&
 335            qp*qcath > AliMUONConstants::DefaultADC2MV()*AliMUONConstants::DefaultA0()*AliMUONConstants::DefaultCapa() )
 336       {
 337         // If we're above threshold, then we create a digit,
 338         // and fill it with relevant information, including electronics.
 339
 340         // note that the second condition above is to be backward compatible (when
 341         // the sdigitizer was making a cut on Int_t(qp*qcath) > 0 and qcath was in ADC, not in fC)
 342
 343         AliMUONDigit* d = new AliMUONDigit(detElemId,pad.GetManuId(),
 344                                            pad.GetManuChannel(),cath);
 345         d->SetPadXY(pad.GetIx(),pad.GetIy());
 346         d->SetCharge(qp*qcath);
 347         digits.Add(d);
 348       }
 349       it->Next();
 350     }
 351     delete it;
 352   }
 353 }
 354
 355
 356