TPC/AliTPC.h

   1 #ifndef TPC_H
   2 #define TPC_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////
   9 //  Manager class for TPC                     //
  10 ////////////////////////////////////////////////
  11
  12 #include "AliDetector.h"
  13 #include "AliHit.h"
  14 #include "AliDigit.h"
  15 #include "AliTPCSecGeo.h"
  16 #include "AliTPCParam.h"
  17 #include <TMatrix.h>
  18 #include <TTree.h>
  19 #include <TClonesArray.h>
  20
  21 class AliTPCcluster;
  22 class AliTPCtrack;
  23 class AliTPCParam;
  24 //MI changes
  25 class AliTPCD;
  26
  27 class AliTPC : public AliDetector {
  28 protected:
  29   Int_t          fSens;             // ISENS
  30   Int_t          fSecAL;            // Upper sector selector
  31   Int_t          fSecAU;            // Lower sector selector
  32   Int_t          fSecLows[6];       // List of lower sectors selected
  33   Int_t          fSecUps[12];       // List of upper sectors selected
  34   Int_t          fNsectors;         // Number of sectors in TPC
  35   Int_t          fNclusters;        // Number of clusters in TPC
  36   Int_t          fNtracks;          // Number of tracks in TPC
  37   Int_t          *fClustersIndex;   // Index for each sector in fClusters
  38   Int_t          *fDigitsIndex;     // Index for each sector in fDigits
  39
  40   //MK changes
  41
  42   Float_t        fSide;  // selects left(-1), right(+1), or both(0) sides of the TPC
  43   Int_t          fNoComp; // number of a drift gas components
  44   Int_t          fMixtComp[3]; // drift gas components
  45   Float_t        fMixtProp[3]; // mixture proportions
  46
  47   //
  48
  49   TClonesArray   *fClusters;        // List of clusters for all sectors
  50   TClonesArray   *fTracks;          // List of reconstructed tracks
  51   //MI changes
  52   AliTPCD * fDigParam;              //detector parameters
  53 public:
  54   AliTPC();
  55   AliTPC(const char *name, const char *title);
  56   virtual      ~AliTPC();
  57   virtual void  AddCluster(Float_t*, Int_t*);
  58   /*virtual*/void  AddCluster(const AliTPCcluster&);
  59   virtual void  AddDigit(Int_t*, Int_t*);
  60   virtual void  AddHit(Int_t, Int_t*, Float_t*);
  61   virtual void  AddTrack(Float_t*);
  62   /*virtual*/void  AddTrack(const AliTPCtrack&);
  63   Int_t         DistancetoPrimitive(Int_t px, Int_t py);
  64   virtual void  BuildGeometry();
  65   virtual void  CreateGeometry() {}
  66   virtual void  CreateMaterials();
  67   virtual void  Hits2Clusters();
  68
  69   virtual void  Hits2Digits();   //MI change
  70   virtual void Hits2DigitsSector(Int_t isec);  //MI change
  71   virtual void  Init();
  72   virtual Int_t IsVersion() const =0;
  73   virtual void  Digits2Clusters();
  74   virtual void  Clusters2Tracks();
  75   TClonesArray  *Clusters() {return fClusters;}
  76   TClonesArray  *Tracks()   {return fTracks;}
  77   Int_t         *GetClustersIndex() {return fClustersIndex;}
  78   Int_t         *GetDigitsIndex()   {return fDigitsIndex;}
  79   Int_t         GetNsectors()       {return fNsectors;}
  80   virtual void  MakeBranch(Option_t *opt=" ");
  81   virtual void  ResetDigits();
  82   virtual void  SetSecAL(Int_t sec);
  83   virtual void  SetSecAU(Int_t sec);
  84   virtual void  SetSecLows(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6);
  85   virtual void  SetSecUps (Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6,
  86                            Int_t s7,Int_t s8,Int_t s9,Int_t s10, Int_t s11, Int_t s12);
  87   virtual void  SetSens(Int_t sens);
  88   //MK changes
  89
  90   virtual void  SetSide(Float_t side);
  91   virtual void  SetGasMixt(Int_t nc,Int_t c1,Int_t c2,Int_t c3,Float_t p1,
  92                            Float_t p2,Float_t p3);
  93
  94   virtual void  StepManager()=0;
  95   virtual void  DrawDetector() {}
  96   AliTPCD*  GetDigParam() {return fDigParam;} //MI change8
  97   void SetDigParam(AliTPCD* param) {fDigParam=param;}  //MI must think about it
  98 private:
  99   //
 100   void ElDiff(Float_t *xyz);
 101   void MakeTriplet(Int_t row,TObjArray **rowTriplet,
 102                    TObjArray **prow);
 103
 104   void ExB(Float_t *xyz);
 105   void DigitizeRow(Int_t irow,Int_t isec,TObjArray **rowTriplet);
 106   Float_t GetSignal(TObjArray *p1, Int_t ntr, Int_t np, TMatrix *m1, TMatrix *m2,
 107                     Int_t *IndexRange);
 108   void GetList (Float_t label,Int_t np,TMatrix *m,Int_t *IndexRange,
 109                 Float_t **pList);
 110   void MakeSector(Int_t isec,Int_t nrows,TTree *TH,Stat_t ntracks,TObjArray **row);
 111   void GetCrossTalk (Int_t iFlag,TObjArray *p,Int_t ntracks,Int_t *npads,
 112                      TMatrix *m);
 113
 114
 115   ClassDef(AliTPC,2)  // Time Projection Chamber class
 116 };
 117
 118 //_____________________________________________________________________________
 119
 120 class AliTPCcluster : public TObject {
 121 public:
 122   Int_t     fTracks[3];//labels of overlapped tracks
 123   Int_t     fSector;   //sector number
 124   Int_t     fPadRow;   //PadRow number
 125   Float_t   fY;        //Y of cluster
 126   Float_t   fZ;        //Z of cluster
 127   Float_t   fQ;        //Q of cluster (in ADC counts)
 128   Float_t   fdEdX;     //dE/dX inside this cluster
 129   Float_t   fSigmaY2;  //Sigma Y square of cluster
 130   Float_t   fSigmaZ2;  //Sigma Z square of cluster
 131
 132 public:
 133   AliTPCcluster() {
 134     fTracks[0]=fTracks[1]=fTracks[2]=0;
 135     fSector=fPadRow=0;
 136     fY=fZ=fQ=fdEdX=fSigmaY2=fSigmaZ2=0.;
 137   }
 138   AliTPCcluster(Float_t *hits, Int_t*);
 139   virtual ~AliTPCcluster() {;}
 140   void Use() {fQ=-fQ;} //if fQ<0 cluster is already associated with a track
 141   int IsUsed() const {return (fQ<0) ? 1 : 0;}
 142   void GetXYZ(Float_t *x, const AliTPCParam *) const; //Get global x,y,z
 143   Bool_t IsSortable() const;
 144   Int_t Compare(TObject *o) ;
 145   ClassDef(AliTPCcluster,1)  // Time Projection Chamber clusters
 146 };
 147
 148
 149 //_____________________________________________________________________________
 150
 151 class AliTPCdigit : public AliDigit {
 152 public:
 153    Int_t     fSector;     //array of volumes
 154    Int_t     fPadRow;     //Row number
 155    Int_t     fPad ;       //Pad number
 156    Int_t     fTime;       //Time bucket
 157    Int_t     fSignal;     //Signal amplitude
 158
 159 public:
 160    AliTPCdigit() {}
 161    AliTPCdigit(Int_t *tracks, Int_t *digits);
 162    virtual ~AliTPCdigit() {}
 163
 164    ClassDef(AliTPCdigit,1)  // Time Projection Chamber digits
 165 };
 166
 167
 168 //_____________________________________________________________________________
 169
 170 class AliTPChit : public AliHit {
 171 public:
 172    Int_t     fSector;     //sector number
 173    Int_t     fPadRow;     //Pad Row number
 174    Float_t   fQ ;         //charge
 175
 176 public:
 177    AliTPChit() {}
 178    AliTPChit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits);
 179    virtual ~AliTPChit() {}
 180
 181    ClassDef(AliTPChit,1)  // Time Projection Chamber hits
 182 };
 183
 184
 185 //_____________________________________________________________________________
 186 class AliTPCtrack : public TObject {
 187 //-----------------------------------------------------------------
 188 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 189 //-----------------------------------------------------------------
 190    Double_t fAlpha;          // rotation angle
 191    Double_t fX;              // X-coordinate of this track (reference plane)
 192    TVector x;                // vector of track parameters
 193    TMatrix C;                // covariance matrix of track parameters
 194    TObjArray fClusters;      // clusters belonging to this track
 195    Double_t fChi2;           // total chi2 value for this track
 196 public:
 197    AliTPCtrack(Float_t *hits);
 198    AliTPCtrack(const AliTPCcluster *c, const TVector& xx, const TMatrix& CC,
 199                Double_t xr, Double_t alpha);
 200    AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t);
 201    Int_t Compare(TObject *o);
 202    int PropagateTo(Double_t xr,
 203                    Double_t x0=28.94,Double_t rho=0.9e-3,Double_t pm=0.139);
 204    void PropagateToVertex(
 205                    Double_t x0=36.66,Double_t rho=1.2e-3,Double_t pm=0.139);
 206    void Update(const AliTPCcluster* c, Double_t chi2);
 207    int Rotate(Double_t angle);
 208
 209    Bool_t IsSortable() const {return kTRUE;}
 210    void UseClusters() const ;
 211    Double_t GetPredictedChi2(const AliTPCcluster*) const ;
 212    int GetLabel(int nrows) const ;
 213    void GetPxPyPz(Double_t&, Double_t&, Double_t&) const ;
 214    Double_t GetdEdX(Double_t low, Double_t up) const ;
 215
 216    Double_t GetX() const {return fX;}
 217    Double_t GetY() const {return x(0);}
 218    Double_t GetZ() const {return x(1);}
 219    Double_t GetC() const {return x(2);}
 220    Double_t GetEta() const {return x(3);}
 221    Double_t GetTgl() const {return x(4);}
 222    Double_t GetPt() const {return 0.3*0.2/GetC()/100;}
 223    Double_t GetP() const {
 224      return TMath::Abs(GetPt())*sqrt(1.+GetTgl()*GetTgl());
 225    }
 226    Double_t GetSigmaY2() const {return C(0,0);}
 227    Double_t GetSigmaZ2() const {return C(1,1);}
 228    Double_t GetSigmaC2() const {return C(2,2);}
 229    Double_t GetSigmaTgl2() const {return C(4,4);}
 230    Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
 231    Double_t GetChi2() const {return fChi2;}
 232    operator int() const {return fClusters.GetEntriesFast();}
 233
 234    ClassDef(AliTPCtrack,1)  // Time Projection Chamber reconstructed tracks
 235 };
 236
 237
 238
 239 //-----------------------------------------------------------------
 240 // Classes for internal tracking use.
 241 //-----------------------------------------------------------------
 242 const unsigned MAX_CLUSTER_PER_ROW=3500;
 243
 244 class AliTPCRow {
 245 //-----------------------------------------------------------------
 246 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 247 //-----------------------------------------------------------------
 248    unsigned num_of_clusters;
 249    const AliTPCcluster *clusters[MAX_CLUSTER_PER_ROW];
 250 public:
 251    AliTPCRow() {num_of_clusters=0;}
 252    void InsertCluster(const AliTPCcluster*);
 253
 254    operator int() const {return num_of_clusters;}
 255    const AliTPCcluster* operator[](int i) const {return clusters[i];}
 256    int Find(Double_t y) const;
 257 };
 258
 259 class AliTPCSector {
 260 //-----------------------------------------------------------------
 261 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 262 //-----------------------------------------------------------------
 263 protected:
 264    unsigned num_of_rows;
 265    AliTPCRow *row;
 266    static AliTPCParam *param;
 267 public:
 268    AliTPCSector() { row = 0; num_of_rows=0; }
 269    virtual ~AliTPCSector() { delete[] row; }
 270    static void SetParam(AliTPCParam *p) { param=p; }
 271    AliTPCRow& operator[](int i) const { return *(row+i); }
 272    int GetNRows() const { return num_of_rows; }
 273    virtual Double_t GetX(int l) const = 0;
 274    virtual Double_t GetMaxY(int l) const = 0;
 275    virtual Double_t GetAlpha() const = 0;
 276    virtual Double_t GetAlphaShift() const = 0;
 277    virtual Int_t GetRowNumber(Double_t x) const = 0;
 278 };
 279
 280 class AliTPCSSector : public AliTPCSector {
 281 //-----------------------------------------------------------------
 282 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 283 //-----------------------------------------------------------------
 284 public:
 285    AliTPCSSector(){
 286      if (!param) {
 287         fprintf(stderr,"AliTPCSSector: parameters are not set !\n");
 288         return;
 289      }
 290      num_of_rows=param->GetNRowLow();
 291      row=new AliTPCRow[num_of_rows];
 292    }
 293    virtual ~AliTPCSSector() {}
 294    Double_t GetX(int l) const { return param->GetPadRowRadiiLow(l); }
 295    Double_t GetMaxY(int l) const { return GetX(l)*tan(0.5*GetAlpha()); }
 296    Double_t GetAlpha() const {return param->GetInnerAngle();}
 297    Double_t GetAlphaShift() const {return param->GetInnerAngleShift();}
 298    Int_t GetRowNumber(Double_t x) const {
 299       Double_t r=param->GetInnerRadiusUp();
 300       if (x > r) return param->GetNRowLow();
 301       r=param->GetInnerRadiusLow();
 302       if (x < r) return -1;
 303       return int((x-r)/param->GetPadPitchLength() + 0.5);
 304    }
 305 };
 306
 307 class AliTPCLSector : public AliTPCSector {
 308 //-----------------------------------------------------------------
 309 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
 310 //-----------------------------------------------------------------
 311 public:
 312    AliTPCLSector(){
 313      if (!param) {
 314         fprintf(stderr,"AliTPCLSector: parameters are not set !\n");
 315         return;
 316      }
 317      num_of_rows=param->GetNRowUp();
 318      row=new AliTPCRow[num_of_rows];
 319    }
 320    virtual ~AliTPCLSector() {}
 321    Double_t GetX(int l) const { return param->GetPadRowRadiiUp(l); }
 322    Double_t GetMaxY(int l) const { return GetX(l)*tan(0.5*GetAlpha()); }
 323    Double_t GetAlpha() const {return param->GetOuterAngle();}
 324    Double_t GetAlphaShift() const {return param->GetOuterAngleShift();}
 325    Int_t GetRowNumber(Double_t x) const {
 326       Double_t r=param->GetOuterRadiusUp();
 327       if (x > r) return param->GetNRowUp();
 328       r=param->GetOuterRadiusLow();
 329       if (x < r) return -1;
 330       return int((x-r)/param->GetPadPitchLength() + 0.5);
 331    }
 332 };
 333
 334 #endif
 335