correct calibration of short runs
[u/mrichter/AliRoot.git] / T0 / AliT0Digitizer.cxx
1
2 /**************************************************************************
3  * Copyright(c) 1998-2000, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  *                                                                        *
5  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
6  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
7  *                                                                        *
8  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
11  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
12  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
13  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
14  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
15  **************************************************************************/
16
17 /* $Id$ */
18
19 /******************************************************************
20  *    Produde digits from hits
21  *       digits is TObject and includes
22  *      We are writing array if C & A  TDC
23  *      C & A  ADC (will need for slow simulation)
24  *      TOF first particle C & A
25  *      mean time and time difference (vertex position)
26  *
27  *      Alla.Maevskaya@cern.ch 
28  ****************************************************************/
29
30
31 #include <TArrayI.h>
32 #include <TFile.h>
33 #include <TGraph.h>
34 #include <TH1F.h>
35 #include <TMath.h>
36 #include <TRandom.h>
37 #include <TTree.h> 
38
39 #include "AliLog.h"
40 #include "AliT0Digitizer.h"
41 #include "AliT0.h"
42 #include "AliT0hit.h"
43 #include "AliT0digit.h"
44 #include "AliRunDigitizer.h"
45 #include "AliRun.h"
46 #include <AliLoader.h>
47 #include <AliRunLoader.h>
48 #include <stdlib.h>
49 #include "AliT0Parameters.h"
50
51 ClassImp(AliT0Digitizer)
52
53 //___________________________________________
54   AliT0Digitizer::AliT0Digitizer()  :AliDigitizer(),
55                                      fT0(0),
56                                      fHits(0),
57                                      fdigits(0),
58                                      ftimeCFD(new TArrayI(24)), 
59                                      ftimeLED (new TArrayI(24)), 
60                                      fADC(new TArrayI(24)), 
61                                      fADC0 (new TArrayI(24)),
62                                      fSumMult(0),
63                                      fAmpLED(0),
64                                      fAmpQTC(0),
65                                      fParam(0)
66 {
67 // Default ctor - don't use it
68   ;
69 }
70
71 //___________________________________________
72 AliT0Digitizer::AliT0Digitizer(AliRunDigitizer* manager) 
73   :AliDigitizer(manager),
74    fT0(0),
75    fHits(0),
76    fdigits(0),
77    ftimeCFD(new TArrayI(24)), 
78    ftimeLED (new TArrayI(24)), 
79    fADC(new TArrayI(24)), 
80    fADC0 (new TArrayI(24)),
81    fSumMult(0),
82    fAmpLED(0),
83    fAmpQTC(0),
84    fParam(0)
85 {
86 // ctor which should be used
87
88   AliDebug(1,"processed");
89   fParam = AliT0Parameters::Instance();
90   fParam->Init();
91
92   for (Int_t i=0; i<24; i++){
93     TGraph* gr = fParam ->GetAmpLED(i);
94      if(gr) {
95       Int_t np = gr->GetN();
96       Double_t *x = gr->GetX();
97       Double_t *y = gr->GetY();
98       
99       Double_t *x1 = new Double_t[np];
100       Double_t *y1 = new Double_t[np];
101       for (Int_t ii=0; ii<np; ii++) {
102         y1[ii]=y[np-ii-1]; 
103         x1[ii]=x[np-ii-1];
104       }
105       TGraph *grInverse = new TGraph(np,y1,x1);
106       fAmpLED.AddAtAndExpand(grInverse,i);
107       if (x1) delete [] x1;
108       if (y1) delete [] y1;
109     }
110   }
111   for (Int_t i=0; i<24; i++){
112     TGraph* grq = fParam ->GetQTC(i);
113     if(grq){
114       Int_t npq = grq->GetN();
115       Double_t *xq = grq->GetX();
116       Double_t *yq = grq->GetY();
117       Double_t *x1q = new Double_t[npq];
118       Double_t *y1q = new Double_t[npq];
119       for (Int_t ii=1; ii<npq; ii++) {
120         y1q[ii]=yq[ii-1]; 
121         x1q[ii]=xq[ii-1];
122       }
123       TGraph *grInverseQTC = new TGraph(npq,y1q,x1q);
124       fAmpQTC.AddAtAndExpand(grInverseQTC,i);
125       if (x1q)  delete [] x1q;
126       if (y1q)  delete [] y1q;
127
128     }
129   }
130 }
131
132
133 //------------------------------------------------------------------------
134 AliT0Digitizer::~AliT0Digitizer()
135 {
136 // Destructor
137
138   AliDebug(1,"T0");
139
140   delete ftimeCFD;
141   delete fADC;
142   delete ftimeLED;
143   delete  fADC0;
144   //  delete fAmpLED;
145 }
146
147 //------------------------------------------------------------------------
148 Bool_t AliT0Digitizer::Init()
149 {
150 // Initialization
151   AliDebug(1," Init");
152  return kTRUE;
153 }
154  
155 //---------------------------------------------------------------------
156 void AliT0Digitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
157 {
158
159   /*
160     Produde digits from hits
161         digits is TObject and includes
162         We are writing array if C & A  TDC
163         C & A  ADC (will need for slow simulation)
164         TOF first particle C & A
165         mean time and time difference (vertex position)
166         
167   */
168
169   //output loader 
170   AliRunLoader *outRL = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
171   AliLoader * pOutStartLoader = outRL->GetLoader("T0Loader");
172
173   AliDebug(1,"start...");
174   //input loader
175   //
176   // From hits to digits
177   //
178   Int_t hit, nhits;
179   Int_t countE[24];
180   Int_t volume, pmt, trCFD, trLED; 
181   Float_t sl=0, qt=0;
182   Int_t  bestATDC=0;
183   Int_t  bestCTDC=0;
184   Float_t qtCh=0;
185   Float_t time[24], besttime[24], timeGaus[24] ;
186   //Q->T-> coefficients !!!! should be asked!!!
187   Float_t timeDelayCFD[24];
188   Int_t threshold =50; //photoelectrons
189   Float_t zdetA, zdetC;
190   Int_t sumMultCoeff = 100;
191   Int_t refpoint=0;
192    
193   Int_t ph2Mip = fParam->GetPh2Mip();     
194   Float_t channelWidth = fParam->GetChannelWidth() ;  
195   Float_t delayVertex = fParam->GetTimeDelayTVD();
196    
197
198   zdetC = TMath::Abs(fParam->GetZPosition("T0/C/PMT1"));
199   zdetA  = TMath::Abs(fParam->GetZPosition("T0/A/PMT15"));
200   
201   //  printf(" !!!!!Z det A = %f C = % f",zdetA,zdetC);
202   AliT0hit  *startHit;
203   TBranch *brHits=0;
204   
205   Int_t nFiles=fManager->GetNinputs();
206   for (Int_t inputFile=0; inputFile<nFiles;  inputFile++) {
207     if (inputFile < nFiles-1) {
208       AliWarning(Form("ignoring input stream %d", inputFile));
209       continue;
210       
211     }
212     Float_t slew = 0;
213     Float_t besttimeC=99999.;
214     Float_t besttimeA=99999.;
215     Int_t pmtBestC=99999;
216     Int_t pmtBestA=99999;
217     Int_t timeDiff=99999, meanTime=99999;
218     Int_t sumMult =0;   fSumMult=0;
219     bestATDC = 99999;  bestCTDC = 99999;
220  
221
222     ftimeCFD -> Reset();
223     fADC -> Reset();
224     fADC0 -> Reset();
225     ftimeLED ->Reset();
226     for (Int_t i0=0; i0<24; i0++)
227       {
228         time[i0]=besttime[i0]=timeGaus[i0]=999999; countE[i0]=0;
229       }
230     AliRunLoader * inRL = AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(inputFile));
231     AliLoader * pInStartLoader = inRL->GetLoader("T0Loader");
232     if (!inRL->GetAliRun()) inRL->LoadgAlice();
233     fT0  = (AliT0*)inRL ->GetAliRun()->GetDetector("T0");
234
235        //read Hits 
236     pInStartLoader->LoadHits("READ");//probably it is necessary to load them before
237     fHits = fT0->Hits ();
238     TTree *th = pInStartLoader->TreeH();
239     brHits = th->GetBranch("T0");
240     if (brHits) {
241       fT0->SetHitsAddressBranch(brHits);
242     }else{
243       AliWarning("Branch T0 hit not found for this event");
244       // fT0->AddDigit(bestATDC,bestCTDC,meanTime,timeDiff,fSumMult, refpoint,
245       //               ftimeCFD,fADC0,ftimeLED,fADC);
246       continue;      
247     } 
248     Int_t ntracks    = (Int_t) th->GetEntries();
249     
250     if (ntracks<=0) return;
251     // Start loop on tracks in the hits containers
252     for (Int_t track=0; track<ntracks;track++) {
253       brHits->GetEntry(track);
254       nhits = fHits->GetEntriesFast();
255       for (hit=0;hit<nhits;hit++) 
256         {
257           startHit   = (AliT0hit*) fHits->UncheckedAt(hit);
258           if (!startHit) {
259             AliError("The unchecked hit doesn't exist");
260             break;
261           }
262           pmt=startHit->Pmt();
263           Int_t numpmt=pmt-1;
264           Double_t e=startHit->Etot();
265           volume = startHit->Volume();
266           
267           if(e>0 ) {
268             countE[numpmt]++;
269             besttime[numpmt] = startHit->Time();
270             if(besttime[numpmt]<time[numpmt])
271               {
272                 time[numpmt]=besttime[numpmt];
273               }
274           } //photoelectron accept 
275         } //hits loop
276     } //track loop
277     
278     //spread time A&C by 25ps   && besttime
279     Float_t c = 0.0299792; // cm/ps
280     
281     Float_t koef=(zdetA-zdetC)/c; //correction position difference by cable
282     for (Int_t ipmt=0; ipmt<12; ipmt++){
283       if(countE[ipmt] > threshold) {
284         timeGaus[ipmt]=gRandom->Gaus(time[ipmt],25)+koef;
285         if(timeGaus[ipmt]<besttimeC){
286           besttimeC=timeGaus[ipmt]; //timeC
287           pmtBestC=ipmt;}
288       }
289     }
290     for ( Int_t ipmt=12; ipmt<24; ipmt++){
291       if(countE[ipmt] > threshold) {
292         timeGaus[ipmt]=gRandom->Gaus(time[ipmt],25); 
293         if(timeGaus[ipmt]<besttimeA) {
294           besttimeA=timeGaus[ipmt]; //timeA
295           pmtBestA=ipmt;}
296       } 
297     }
298
299     timeDelayCFD[0] = fParam->GetTimeDelayCFD(0);
300  
301     for (Int_t i=0; i<24; i++)
302       {
303         Float_t  al = countE[i]; 
304         if (al>threshold && timeGaus[i]<50000 ) {
305           //fill ADC
306           // QTC procedure:
307           // phe -> mV 0.3; 1MIP ->500phe -> ln (amp (mV)) = 5;
308           // max 200ns, HIJING  mean 50000phe -> 15000mv -> ln = 15 (s zapasom)
309           // channel 25ps
310           qt= al/ph2Mip;  // 50mv/Mip amp in mV 
311           // before will we have calibration for high multiplicity 
312           //      if (qt > 115.) qt =115.; //must be fix!!!
313           //  fill TDC
314           timeDelayCFD[i] = fParam->GetTimeDelayCFD(i);
315           trCFD = Int_t (timeGaus[i]/channelWidth + timeDelayCFD[i]); 
316
317           TGraph* gr = ((TGraph*)fAmpLED.At(i));
318           if(gr) sl = gr->Eval(qt);
319
320           TGraph* gr1 = ((TGraph*)fAmpQTC.At(i));
321           if(gr1)  qtCh = gr1->Eval(qt);
322           fADC0->AddAt(0,i);
323           if(qtCh)
324             fADC->AddAt(Int_t(qtCh),i);
325           //      sumMult += Int_t ((al*gain[i]/ph2Mip)*50) ;
326           sumMult += Int_t (qtCh/sumMultCoeff)  ;
327          
328           // put slewing 
329           TGraph *fu=(TGraph*) fParam ->GetWalk(i);
330           if(fu)  slew=fu->Eval(Float_t(qtCh));
331           
332           //      trCFD=trCFD-Int_t(fMaxValue[i]-slew);
333           trCFD = trCFD + Int_t(slew); //for the same channel as cosmic
334           ftimeCFD->AddAt(Int_t (trCFD),i);
335           trLED = Int_t(trCFD  + sl );
336           ftimeLED->AddAt(trLED,i); 
337           AliDebug(1,Form("  pmt %i : delay %f time in ns %f time in channels %i  LEd %i  ",  i, timeDelayCFD[i], timeGaus[i],trCFD, trLED ));
338           AliDebug(1,Form(" qt in MIP %f led-cfd in  %f qt in channels %f   ",qt, sl, qtCh));
339
340         }
341       } //pmt loop
342
343     //folding with alignmentz position distribution  
344     if( besttimeC > 10000. && besttimeC <15000)
345       bestCTDC=Int_t ((besttimeC+timeDelayCFD[pmtBestC])
346                          /channelWidth);
347  
348     if( besttimeA > 10000. && besttimeA <15000)
349       bestATDC=Int_t ((besttimeA+timeDelayCFD[pmtBestA])
350                         /channelWidth);
351
352     if (bestATDC < 99999 && bestCTDC < 99999)
353       {
354         timeDiff=Int_t (((besttimeC-besttimeA)+1000*delayVertex)
355                         /channelWidth);
356         meanTime=Int_t (((besttimeC+besttimeA)/2. )/channelWidth);
357       }
358
359     if (sumMult > threshold){
360       fSumMult =  Int_t (1000.* TMath::Log(Double_t(sumMult) / Double_t(sumMultCoeff))
361                          /channelWidth);
362       AliDebug(10,Form("summult mv %i   mult  in chammens %i in ps %f ", 
363                       sumMult, fSumMult, fSumMult*channelWidth));
364     }
365
366     fT0->AddDigit(bestATDC,bestCTDC,meanTime,timeDiff,fSumMult, refpoint,
367                        ftimeCFD,fADC0,ftimeLED,fADC);
368      
369     
370       AliDebug(10,Form(" Digits wrote refpoint %i bestATDC %i bestCTDC %i  meanTime %i  timeDiff %i fSumMult %i ",refpoint ,bestATDC,bestCTDC,meanTime,timeDiff,fSumMult ));
371     pOutStartLoader->UnloadHits();
372   } //input streams loop
373   
374     //load digits    
375     pOutStartLoader->LoadDigits("UPDATE");
376     TTree *treeD  = pOutStartLoader->TreeD();
377     if (treeD == 0x0) {
378       pOutStartLoader->MakeTree("D");
379       treeD = pOutStartLoader->TreeD();
380     }
381     treeD->Reset();
382     fT0  = (AliT0*)outRL ->GetAliRun()->GetDetector("T0");
383     // Make a branch in the tree 
384     fT0->MakeBranch("D");
385      treeD->Fill();
386   
387      pOutStartLoader->WriteDigits("OVERWRITE");
388      
389      fT0->ResetDigits();
390      pOutStartLoader->UnloadDigits();
391      
392 }