TPC/AliTPCRF1D.cxx

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   3  *                                                                        *
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  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 }
 103
 104 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf)
 105            :TObject(prf),
 106             fNRF(0),
 107             fDSTEPM1(0.),
 108             fcharge(0),
 109             forigsigma(0.),
 110             fpadWidth(3.5),
 111             fkNorm(0.5),
 112             fInteg(0.),
 113             fGRF(0),
 114             fSigma(0.),
 115             fOffset(0.),
 116             fDirect(kFALSE),
 117             fPadDistance(0.)
 118 {
 119
 120   //
 121   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 122   fcharge = new Float_t[fNRF];
 123   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 124   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 125   //PH Change the name (add 0 to the end)
 126   TString s(fGRF->GetName());
 127   s+="0";
 128   fGRF->SetName(s.Data());
 129 }
 130
 131 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 132 {
 133   //
 134   if (fcharge) delete fcharge;
 135   if (fGRF) delete fGRF;
 136   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 137   fcharge = new Float_t[fNRF];
 138   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 139   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 140    //PH Change the name (add 0 to the end)
 141   TString s(fGRF->GetName());
 142   s+="0";
 143   fGRF->SetName(s.Data());
 144   return (*this);
 145 }
 146
 147
 148
 149 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 150 {
 151   //
 152   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 153   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 154 }
 155
 156 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 157 {
 158   //function which return response
 159   //for the charge in distance xin
 160   //return linear aproximation of RF
 161   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 162   Int_t i1=Int_t(x);
 163   if (x<0) i1-=1;
 164   Float_t res=0;
 165   if (i1+1<fNRF)
 166     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 167   return res;
 168 }
 169
 170 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 171 {
 172   //function which returnoriginal charge distribution
 173   //this function is just normalised for fKnorm
 174   if (fGRF != 0 )
 175     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 176       else
 177     return 0.;
 178 }
 179
 180
 181 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 182                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 183 {
 184   //adjust parameters of the original charge distribution
 185   //and pad size parameters
 186    fpadWidth = padwidth;
 187    fGRF = GRF;
 188    fkNorm = kNorm;
 189    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 190    forigsigma=sigma;
 191    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 192    sprintf(fType,"User");
 193    //   Update();
 194 }
 195
 196
 197 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 198                       Float_t kNorm)
 199 {
 200   //
 201   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 202   //
 203   fpadWidth = padWidth;
 204   fkNorm = kNorm;
 205   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 206   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 207   funParam[0]=sigma;
 208   forigsigma=sigma;
 209   fGRF->SetParameters(funParam);
 210    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 211   //by default I set the step as one tenth of sigma
 212   sprintf(fType,"Gauss");
 213 }
 214
 215 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 216                      Float_t kNorm)
 217 {
 218   //
 219   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 220   //
 221   fpadWidth = padWidth;
 222   fkNorm = kNorm;
 223   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 224   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 225   funParam[0]=sigma;
 226   fGRF->SetParameters(funParam);
 227   forigsigma=sigma;
 228   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 229   //by default I set the step as one tenth of sigma
 230   sprintf(fType,"Cosh");
 231 }
 232
 233 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 234                      Float_t kNorm)
 235 {
 236   //
 237   // set parameters for Gati generic charge distribution
 238   //
 239   fpadWidth = padWidth;
 240   fkNorm = kNorm;
 241   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 242   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 243   funParam[0]=padDistance;
 244   funParam[1]=K3;
 245   fGRF->SetParameters(funParam);
 246   forigsigma=padDistance;
 247   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 248   //by default I set the step as one tenth of sigma
 249   sprintf(fType,"Gati");
 250 }
 251
 252 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 253 {
 254   //
 255   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 256   //
 257   char s[100];
 258   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 259   c1->cd();
 260   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 261   pad1->Draw();
 262   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 263   pad2->Draw();
 264
 265   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 266           fpadWidth);
 267   pad1->cd();
 268   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 269   pad2->cd();
 270    gStyle->SetOptFit(1);
 271    gStyle->SetOptStat(0);
 272   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 273   Float_t x=x1;
 274   Float_t y1;
 275   Float_t y2;
 276
 277   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 278     {
 279       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 280       y1 = GetRF(x);
 281       hRFc->Fill(x,y1);
 282       y2 = GetGRF(x);
 283       hRFo->Fill(x,y2);
 284     };
 285   pad1->cd();
 286   hRFo->Fit("gaus");
 287   pad2->cd();
 288   hRFc->Fit("gaus");
 289 }
 290
 291 void AliTPCRF1D::Update()
 292 {
 293   //
 294   //update fields  with interpolated values for
 295   //PRF calculation
 296
 297   //at the begining initialize to 0
 298   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 299   if ( fGRF == 0 ) return;
 300   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 301   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 302   if (fDirect==kFALSE){
 303   //integrate charge over pad for different distance of pad
 304   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 305     {      //x in cm fpadWidth in cm
 306       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 307       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 308       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 309       fcharge[i] =
 310         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 311     };
 312   }
 313   else{
 314     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 315       {      //x in cm fpadWidth in cm
 316         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 317         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 318       };
 319   }
 320   fSigma = 0;
 321   Float_t sum =0;
 322   Float_t mean=0;
 323   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 324     {      //x in cm fpadWidth in cm
 325       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 326       fSigma+=x*x*weight;
 327       mean+=x*weight;
 328       sum+=weight;
 329     };
 330   if (sum>0){
 331     mean/=sum;
 332     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 333   }
 334   else fSigma=0;
 335 }
 336
 337 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 338 {
 339    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 340    if (R__b.IsReading()) {
 341       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 342       //read functions
 343
 344       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 345       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 346       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 347       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 348
 349    } else {
 350       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 351    }
 352 }
 353