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 "TMath.h"
  32 #include "AliTPCRF1D.h"
  33 #include "TF2.h"
  34 #include <Riostream.h>
  35 #include "TCanvas.h"
  36 #include "TPad.h"
  37 #include "TStyle.h"
  38 #include "TH1.h"
  39 #include <TString.h>
  40
  41 extern TStyle * gStyle;
  42
  43 Int_t   AliTPCRF1D::fgNRF=100;  //default  number of interpolation points
  44 Float_t AliTPCRF1D::fgRFDSTEP=0.01; //default step in cm
  45
  46 static Double_t funGauss(Double_t *x, Double_t * par)
  47 {
  48   //Gauss function  -needde by the generic function object
  49   return TMath::Exp(-(x[0]*x[0])/(2*par[0]*par[0]));
  50 }
  51
  52 static Double_t funCosh(Double_t *x, Double_t * par)
  53 {
  54   //Cosh function  -needde by the generic function object
  55   return 1/TMath::CosH(3.14159*x[0]/(2*par[0]));
  56 }
  57
  58 static Double_t funGati(Double_t *x, Double_t * par)
  59 {
  60   //Gati function  -needde by the generic function object
  61   Float_t k3=par[1];
  62   Float_t k3R=TMath::Sqrt(k3);
  63   Float_t k2=(TMath::Pi()/2)*(1-k3R/2.);
  64   Float_t k1=k2*k3R/(4*TMath::ATan(k3R));
  65   Float_t l=x[0]/par[0];
  66   Float_t tan2=TMath::TanH(k2*l);
  67   tan2*=tan2;
  68   Float_t res = k1*(1-tan2)/(1+k3*tan2);
  69   return res;
  70 }
  71
  72 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  73 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  74
  75 ClassImp(AliTPCRF1D)
  76
  77
  78 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(Bool_t direct,Int_t np,Float_t step)
  79 {
  80   //default constructor for response function object
  81   fDirect=direct;
  82   if (np!=0)fNRF = np;
  83   else (fNRF=fgNRF);
  84   fcharge = new Float_t[fNRF];
  85   if (step>0) fDSTEPM1=1./step;
  86   else fDSTEPM1 = 1./fgRFDSTEP;
  87   fSigma = 0;
  88   fGRF = 0;
  89   fkNorm = 0.5;
  90   fpadWidth = 3.5;
  91   forigsigma=0.;
  92   fOffset = 0.;
  93 }
  94
  95 AliTPCRF1D::AliTPCRF1D(const AliTPCRF1D &prf):TObject(prf)
  96 {
  97
  98   //
  99   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 100   fcharge = new Float_t[fNRF];
 101   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 102   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 103   //PH Change the name (add 0 to the end)
 104   TString s(fGRF->GetName());
 105   s+="0";
 106   fGRF->SetName(s.Data());
 107 }
 108
 109 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 110 {
 111   //
 112   if (fcharge) delete fcharge;
 113   if (fGRF) delete fGRF;
 114   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 115   fcharge = new Float_t[fNRF];
 116   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 117   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 118    //PH Change the name (add 0 to the end)
 119   TString s(fGRF->GetName());
 120   s+="0";
 121   fGRF->SetName(s.Data());
 122   return (*this);
 123 }
 124
 125
 126
 127 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 128 {
 129   //
 130   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 131   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 132 }
 133
 134 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 135 {
 136   //function which return response
 137   //for the charge in distance xin
 138   //return linear aproximation of RF
 139   Float_t x = TMath::Abs((xin-fOffset)*fDSTEPM1)+fNRF/2;
 140   Int_t i1=Int_t(x);
 141   if (x<0) i1-=1;
 142   Float_t res=0;
 143   if (i1+1<fNRF)
 144     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 145   return res;
 146 }
 147
 148 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 149 {
 150   //function which returnoriginal charge distribution
 151   //this function is just normalised for fKnorm
 152   if (fGRF != 0 )
 153     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 154       else
 155     return 0.;
 156 }
 157
 158
 159 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 160                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 161 {
 162   //adjust parameters of the original charge distribution
 163   //and pad size parameters
 164    fpadWidth = padwidth;
 165    fGRF = GRF;
 166    fkNorm = kNorm;
 167    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 168    forigsigma=sigma;
 169    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 170    sprintf(fType,"User");
 171    //   Update();
 172 }
 173
 174
 175 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 176                       Float_t kNorm)
 177 {
 178   //
 179   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 180   //
 181   fpadWidth = padWidth;
 182   fkNorm = kNorm;
 183   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 184   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 185   funParam[0]=sigma;
 186   forigsigma=sigma;
 187   fGRF->SetParameters(funParam);
 188    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 189   //by default I set the step as one tenth of sigma
 190   sprintf(fType,"Gauss");
 191 }
 192
 193 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 194                      Float_t kNorm)
 195 {
 196   //
 197   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 198   //
 199   fpadWidth = padWidth;
 200   fkNorm = kNorm;
 201   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 202   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 203   funParam[0]=sigma;
 204   fGRF->SetParameters(funParam);
 205   forigsigma=sigma;
 206   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 207   //by default I set the step as one tenth of sigma
 208   sprintf(fType,"Cosh");
 209 }
 210
 211 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 212                      Float_t kNorm)
 213 {
 214   //
 215   // set parameters for Gati generic charge distribution
 216   //
 217   fpadWidth = padWidth;
 218   fkNorm = kNorm;
 219   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 220   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 221   funParam[0]=padDistance;
 222   funParam[1]=K3;
 223   fGRF->SetParameters(funParam);
 224   forigsigma=padDistance;
 225   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 226   //by default I set the step as one tenth of sigma
 227   sprintf(fType,"Gati");
 228 }
 229
 230 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 231 {
 232   //
 233   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 234   //
 235   char s[100];
 236   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 237   c1->cd();
 238   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 239   pad1->Draw();
 240   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 241   pad2->Draw();
 242
 243   sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 244           fpadWidth);
 245   pad1->cd();
 246   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 247   pad2->cd();
 248    gStyle->SetOptFit(1);
 249    gStyle->SetOptStat(0);
 250   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 251   Float_t x=x1;
 252   Float_t y1;
 253   Float_t y2;
 254
 255   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 256     {
 257       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 258       y1 = GetRF(x);
 259       hRFc->Fill(x,y1);
 260       y2 = GetGRF(x);
 261       hRFo->Fill(x,y2);
 262     };
 263   pad1->cd();
 264   hRFo->Fit("gaus");
 265   pad2->cd();
 266   hRFc->Fit("gaus");
 267 }
 268
 269 void AliTPCRF1D::Update()
 270 {
 271   //
 272   //update fields  with interpolated values for
 273   //PRF calculation
 274
 275   //at the begining initialize to 0
 276   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 277   if ( fGRF == 0 ) return;
 278   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 279   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 280   if (fDirect==kFALSE){
 281   //integrate charge over pad for different distance of pad
 282   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 283     {      //x in cm fpadWidth in cm
 284       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 285       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 286       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 287       fcharge[i] =
 288         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 289     };
 290   }
 291   else{
 292     for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 293       {      //x in cm fpadWidth in cm
 294         Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 295         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 296       };
 297   }
 298   fSigma = 0;
 299   Float_t sum =0;
 300   Float_t mean=0;
 301   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 302     {      //x in cm fpadWidth in cm
 303       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 304       fSigma+=x*x*weight;
 305       mean+=x*weight;
 306       sum+=weight;
 307     };
 308   if (sum>0){
 309     mean/=sum;
 310     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 311   }
 312   else fSigma=0;
 313 }
 314
 315 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 316 {
 317    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 318    if (R__b.IsReading()) {
 319       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 320       //read functions
 321
 322       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 323       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 324       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 325       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 326
 327    } else {
 328       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 329    }
 330 }
 331