TPC/AliTPCRF1D.cxx

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   3  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
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  18
  19 //-----------------------------------------------------------------------------
  20 //
  21 //
  22 //
  23 //  Origin:   Marian Ivanov, Uni. of Bratislava, ivanov@fmph.uniba.sk
  24 //
  25 //  Declaration of class AliTPCRF1D
  26 //
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 //
  30
  31 #include <Riostream.h>
  32 #include <TCanvas.h>
  33 #include <TClass.h>
  34 #include <TF2.h>
  35 #include <TH1.h>
  36 #include <TMath.h>
  37 #include <TPad.h>
  38 #include <TString.h>
  39 #include <TStyle.h>
  40
  41 #include "AliTPCRF1D.h"
  42
  43 extern TStyle * gStyle;
  44
  45 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  46 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  47
  48 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  49 {
  50   //Gauss function  -needde by the generic function object
  51   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  52 }
  53
  54 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  55 {
  56   //Cosh function  -needde by the generic function object
  57   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  58 }
  59
  60 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  61 {
  62   //Gati function  -needde by the generic function object
  63   Float_t k3=par[1];
  64   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  65   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  66   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  67   Float_t l=x[0]/par[0];
  68   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  69   tan2*=tan2;
  70   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  71   return res;
  72 }
  73
  74 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  75 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  76
  77 ClassImp(AliTPCRF1D)
  78
  79
  80 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  81            :TObject(),
  82             fNRF(0),
  83             fDSTEPM1(0.),
  84             fcharge(0),
  85             forigsigma(0.),
  86             fpadWidth(3.5),
  87             fkNorm(0.5),
  88             fInteg(0.),
  89             fGRF(0),
  90             fSigma(0.),
  91             fOffset(0.),
  92             fDirect(kFALSE),
  93             fPadDistance(0.)
  94 {
  95   //default constructor for response function object
  96   fDirect=direct;
  97   if (np!=0)fNRF = np;
  98   else (fNRF=fgNRF);
  99   fcharge = new Float_t[fNRF];
 100   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
 101   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
 102   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 103     funParam[i]=0.;
 104     fType[i]=0;
 105   }
 106
 107 }
 108
 109 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 110            :TObject(prf),
 111             fNRF(prf.fNRF),
 112             fDSTEPM1(prf.fDSTEPM1),
 113             fcharge(0),
 114             forigsigma(prf.forigsigma),
 115             fpadWidth(prf.fpadWidth),
 116             fkNorm(prf.fkNorm),
 117             fInteg(prf.fInteg),
 118             fGRF(new TF1(*(prf.fGRF))),
 119             fSigma(prf.fSigma),
 120             fOffset(prf.fOffset),
 121             fDirect(prf.fDirect),
 122             fPadDistance(prf.fPadDistance)
 123 {
 124   //
 125   //
 126   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 127     funParam[i]=0.;
 128     fType[i]=0;
 129   }
 130   fcharge = new Float_t[fNRF];
 131   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF*sizeof(Float_t));
 132
 133   //PH Change the name (add 0 to the end)
 134   TString s(fGRF->GetName());
 135   s+="0";
 136   fGRF->SetName(s.Data());
 137 }
 138
 139 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 140 {
 141   if(this!=&prf) {
 142     TObject::operator=(prf);
 143     fNRF=prf.fNRF;
 144     fDSTEPM1=prf.fDSTEPM1;
 145     delete [] fcharge;
 146     fcharge = new Float_t[fNRF];
 147     memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF*sizeof(Float_t));
 148     forigsigma=prf.forigsigma;
 149     fpadWidth=prf.fpadWidth;
 150     fkNorm=prf.fkNorm;
 151     fInteg=prf.fInteg;
 152     delete fGRF;
 153     fGRF=new TF1(*(prf.fGRF));
 154    //PH Change the name (add 0 to the end)
 155     TString s(fGRF->GetName());
 156     s+="0";
 157     fGRF->SetName(s.Data());
 158     fSigma=prf.fSigma;
 159     fOffset=prf.fOffset;
 160     fDirect=prf.fDirect;
 161     fPadDistance=prf.fPadDistance;
 162   }
 163   return *this;
 164 }
 165
 166
 167
 168 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 169 {
 170   //
 171   delete [] fcharge;
 172   delete fGRF;
 173 }
 174
 175 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 176 {
 177   //function which return response
 178   //for the charge in distance xin
 179   //return linear aproximation of RF
 180   Float_t x = (xin-fOffset)*fDSTEPM1+fNRF/2;
 181   Int_t i1=Int_t(x);
 182   if (x<0) i1-=1;
 183   Float_t res=0;
 184   if (i1+1<fNRF &&i1>0)
 185     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 186   return res;
 187 }
 188
 189 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 190 {
 191   //function which returnoriginal charge distribution
 192   //this function is just normalised for fKnorm
 193   if (fGRF != 0 )
 194     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 195       else
 196     return 0.;
 197 }
 198
 199
 200 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 201                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 202 {
 203   //adjust parameters of the original charge distribution
 204   //and pad size parameters
 205    fpadWidth = padwidth;
 206    fGRF = GRF;
 207    fkNorm = kNorm;
 208    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 209    forigsigma=sigma;
 210    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 211    //sprintf(fType,"User");
 212    snprintf(fType,5,"User");
 213    //   Update();
 214 }
 215
 216
 217 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 218                       Float_t kNorm)
 219 {
 220   //
 221   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 222   //
 223   fpadWidth = padWidth;
 224   fkNorm = kNorm;
 225   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 226   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 227   funParam[0]=sigma;
 228   forigsigma=sigma;
 229   fGRF->SetParameters(funParam);
 230    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 231   //by default I set the step as one tenth of sigma
 232   //sprintf(fType,"Gauss");
 233    snprintf(fType,5,"Gauss");
 234 }
 235
 236 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 237                      Float_t kNorm)
 238 {
 239   //
 240   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 241   //
 242   fpadWidth = padWidth;
 243   fkNorm = kNorm;
 244   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 245   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 246   funParam[0]=sigma;
 247   fGRF->SetParameters(funParam);
 248   forigsigma=sigma;
 249   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 250   //by default I set the step as one tenth of sigma
 251   //sprintf(fType,"Cosh");
 252   snprintf(fType,5,"Cosh");
 253 }
 254
 255 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 256                      Float_t kNorm)
 257 {
 258   //
 259   // set parameters for Gati generic charge distribution
 260   //
 261   fpadWidth = padWidth;
 262   fkNorm = kNorm;
 263   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 264   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 265   funParam[0]=padDistance;
 266   funParam[1]=K3;
 267   fGRF->SetParameters(funParam);
 268   forigsigma=padDistance;
 269   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 270   //by default I set the step as one tenth of sigma
 271   //sprintf(fType,"Gati");
 272   snprintf(fType,5,"Gati");
 273 }
 274
 275
 276
 277 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 278 {
 279   //
 280   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 281   //
 282   char s[100];
 283   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 284   c1->cd();
 285   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 286   pad1->Draw();
 287   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 288   pad2->Draw();
 289
 290   //sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 291   //      fpadWidth);
 292   snprintf(s,60,"RF response function for %1.2f cm pad width",fpadWidth);
 293   pad1->cd();
 294   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 295   pad2->cd();
 296    gStyle->SetOptFit(1);
 297    gStyle->SetOptStat(0);
 298   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 299   Float_t x=x1;
 300   Float_t y1;
 301   Float_t y2;
 302
 303   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 304     {
 305       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 306       y1 = GetRF(x);
 307       hRFc->Fill(x,y1);
 308       y2 = GetGRF(x);
 309       hRFo->Fill(x,y2);
 310     };
 311   pad1->cd();
 312   hRFo->Fit("gaus");
 313   pad2->cd();
 314   hRFc->Fit("gaus");
 315 }
 316
 317 void AliTPCRF1D::Update()
 318 {
 319   //
 320   //update fields  with interpolated values for
 321   //PRF calculation
 322
 323   //at the begining initialize to 0
 324   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 325   if ( fGRF == 0 ) return;
 326   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 327   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 328   if (fDirect==kFALSE){
 329   //integrate charge over pad for different distance of pad
 330   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 331     {      //x in cm fpadWidth in cm
 332       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 333       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 334       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 335       fcharge[i] =
 336         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 337     };
 338   }
 339   else{
 340     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 341       {      //x in cm fpadWidth in cm
 342         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 343         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 344       };
 345   }
 346   fSigma = 0;
 347   Float_t sum =0;
 348   Float_t mean=0;
 349   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 350     {      //x in cm fpadWidth in cm
 351       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 352       fSigma+=x*x*weight;
 353       mean+=x*weight;
 354       sum+=weight;
 355     };
 356   if (sum>0){
 357     mean/=sum;
 358     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 359   }
 360   else fSigma=0;
 361 }
 362
 363 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 364 {
 365    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 366    if (R__b.IsReading()) {
 367       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 368       //read functions
 369
 370       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 371       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 372       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 373       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 374
 375    } else {
 376       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 377    }
 378 }
 379
 380
 381 Double_t  AliTPCRF1D::Gamma4(Double_t x, Double_t p0, Double_t p1){
 382   //
 383   // Gamma 4 Time response function of ALTRO
 384   //
 385   if (x<0) return 0;
 386   Double_t g1 = TMath::Exp(-4.*x/p1);
 387   Double_t g2 = TMath::Power(x/p1,4);
 388   return p0*g1*g2;
 389 }
 390