TPC/AliTPCRF1D.cxx

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   3  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  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(0),
 112             fDSTEPM1(0.),
 113             fcharge(0),
 114             forigsigma(0.),
 115             fpadWidth(3.5),
 116             fkNorm(0.5),
 117             fInteg(0.),
 118             fGRF(0),
 119             fSigma(0.),
 120             fOffset(0.),
 121             fDirect(kFALSE),
 122             fPadDistance(0.)
 123 {
 124
 125   //
 126   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 127   fcharge = new Float_t[fNRF];
 128   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 129   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 130   //PH Change the name (add 0 to the end)
 131   TString s(fGRF->GetName());
 132   s+="0";
 133   fGRF->SetName(s.Data());
 134   for(Int_t i=0;i<5;i++) {
 135     funParam[i]=0.;
 136     fType[i]=0;
 137   }
 138 }
 139
 140 AliTPCRF1D & AliTPCRF1D::operator = (const AliTPCRF1D &prf)
 141 {
 142   //
 143   if (fcharge) delete fcharge;
 144   if (fGRF) delete fGRF;
 145   memcpy(this, &prf, sizeof(prf));
 146   fcharge = new Float_t[fNRF];
 147   memcpy(fcharge,prf.fcharge, fNRF);
 148   fGRF = new TF1(*(prf.fGRF));
 149    //PH Change the name (add 0 to the end)
 150   TString s(fGRF->GetName());
 151   s+="0";
 152   fGRF->SetName(s.Data());
 153   return (*this);
 154 }
 155
 156
 157
 158 AliTPCRF1D::~AliTPCRF1D()
 159 {
 160   //
 161   if (fcharge!=0) delete [] fcharge;
 162   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 163 }
 164
 165 Float_t AliTPCRF1D::GetRF(Float_t xin)
 166 {
 167   //function which return response
 168   //for the charge in distance xin
 169   //return linear aproximation of RF
 170   Float_t x = (xin-fOffset)*fDSTEPM1+fNRF/2;
 171   Int_t i1=Int_t(x);
 172   if (x<0) i1-=1;
 173   Float_t res=0;
 174   if (i1+1<fNRF &&i1>0)
 175     res = fcharge[i1]*(Float_t(i1+1)-x)+fcharge[i1+1]*(x-Float_t(i1));
 176   return res;
 177 }
 178
 179 Float_t  AliTPCRF1D::GetGRF(Float_t xin)
 180 {
 181   //function which returnoriginal charge distribution
 182   //this function is just normalised for fKnorm
 183   if (fGRF != 0 )
 184     return fkNorm*fGRF->Eval(xin)/fInteg;
 185       else
 186     return 0.;
 187 }
 188
 189
 190 void AliTPCRF1D::SetParam( TF1 * GRF,Float_t padwidth,
 191                        Float_t kNorm, Float_t sigma)
 192 {
 193   //adjust parameters of the original charge distribution
 194   //and pad size parameters
 195    fpadWidth = padwidth;
 196    fGRF = GRF;
 197    fkNorm = kNorm;
 198    if (sigma==0) sigma= fpadWidth/TMath::Sqrt(12.);
 199    forigsigma=sigma;
 200    fDSTEPM1 = 10/TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 201    //sprintf(fType,"User");
 202    snprintf(fType,5,"User");
 203    //   Update();
 204 }
 205
 206
 207 void AliTPCRF1D::SetGauss(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 208                       Float_t kNorm)
 209 {
 210   //
 211   // set parameters for Gauss generic charge distribution
 212   //
 213   fpadWidth = padWidth;
 214   fkNorm = kNorm;
 215   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 216   fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5,5,1);
 217   funParam[0]=sigma;
 218   forigsigma=sigma;
 219   fGRF->SetParameters(funParam);
 220    fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 221   //by default I set the step as one tenth of sigma
 222   //sprintf(fType,"Gauss");
 223    snprintf(fType,5,"Gauss");
 224 }
 225
 226 void AliTPCRF1D::SetCosh(Float_t sigma, Float_t padWidth,
 227                      Float_t kNorm)
 228 {
 229   //
 230   // set parameters for Cosh generic charge distribution
 231   //
 232   fpadWidth = padWidth;
 233   fkNorm = kNorm;
 234   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 235   fGRF = new TF1("funCosh",     funCosh, -5.,5.,2);
 236   funParam[0]=sigma;
 237   fGRF->SetParameters(funParam);
 238   forigsigma=sigma;
 239   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(sigma*sigma+fpadWidth*fpadWidth/12);
 240   //by default I set the step as one tenth of sigma
 241   //sprintf(fType,"Cosh");
 242   snprintf(fType,5,"Cosh");
 243 }
 244
 245 void AliTPCRF1D::SetGati(Float_t K3, Float_t padDistance, Float_t padWidth,
 246                      Float_t kNorm)
 247 {
 248   //
 249   // set parameters for Gati generic charge distribution
 250   //
 251   fpadWidth = padWidth;
 252   fkNorm = kNorm;
 253   if (fGRF !=0 ) fGRF->Delete();
 254   fGRF = new TF1("funGati",     funGati, -5.,5.,2);
 255   funParam[0]=padDistance;
 256   funParam[1]=K3;
 257   fGRF->SetParameters(funParam);
 258   forigsigma=padDistance;
 259   fDSTEPM1 = 10./TMath::Sqrt(padDistance*padDistance+fpadWidth*fpadWidth/12);
 260   //by default I set the step as one tenth of sigma
 261   //sprintf(fType,"Gati");
 262   snprintf(fType,5,"Gati");
 263 }
 264
 265
 266
 267 void AliTPCRF1D::DrawRF(Float_t x1,Float_t x2,Int_t N)
 268 {
 269   //
 270   //Draw prf in selected region <x1,x2> with nuber of diviision = n
 271   //
 272   char s[100];
 273   TCanvas  * c1 = new TCanvas("canRF","Pad response function",700,900);
 274   c1->cd();
 275   TPad * pad1 = new TPad("pad1RF","",0.05,0.55,0.95,0.95,21);
 276   pad1->Draw();
 277   TPad * pad2 = new TPad("pad2RF","",0.05,0.05,0.95,0.45,21);
 278   pad2->Draw();
 279
 280   //sprintf(s,"RF response function for %1.2f cm pad width",
 281   //      fpadWidth);
 282   snprintf(s,60,"RF response function for %1.2f cm pad width",fpadWidth);
 283   pad1->cd();
 284   TH1F * hRFo = new TH1F("hRFo","Original charge distribution",N+1,x1,x2);
 285   pad2->cd();
 286    gStyle->SetOptFit(1);
 287    gStyle->SetOptStat(0);
 288   TH1F * hRFc = new TH1F("hRFc",s,N+1,x1,x2);
 289   Float_t x=x1;
 290   Float_t y1;
 291   Float_t y2;
 292
 293   for (Float_t i = 0;i<N+1;i++)
 294     {
 295       x+=(x2-x1)/Float_t(N);
 296       y1 = GetRF(x);
 297       hRFc->Fill(x,y1);
 298       y2 = GetGRF(x);
 299       hRFo->Fill(x,y2);
 300     };
 301   pad1->cd();
 302   hRFo->Fit("gaus");
 303   pad2->cd();
 304   hRFc->Fit("gaus");
 305 }
 306
 307 void AliTPCRF1D::Update()
 308 {
 309   //
 310   //update fields  with interpolated values for
 311   //PRF calculation
 312
 313   //at the begining initialize to 0
 314   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)  fcharge[i] = 0;
 315   if ( fGRF == 0 ) return;
 316   fInteg  = fGRF->Integral(-5*forigsigma,5*forigsigma,funParam,0.00001);
 317   if ( fInteg == 0 ) fInteg = 1;
 318   if (fDirect==kFALSE){
 319   //integrate charge over pad for different distance of pad
 320   for (Int_t i =0; i<fNRF;i++)
 321     {      //x in cm fpadWidth in cm
 322       Float_t x = (Float_t)(i-fNRF/2)/fDSTEPM1;
 323       Float_t x1=TMath::Max(x-fpadWidth/2,-5*forigsigma);
 324       Float_t x2=TMath::Min(x+fpadWidth/2,5*forigsigma);
 325       fcharge[i] =
 326         fkNorm*fGRF->Integral(x1,x2,funParam,0.0001)/fInteg;
 327     };
 328   }
 329   else{
 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         fcharge[i] = fkNorm*fGRF->Eval(x);
 334       };
 335   }
 336   fSigma = 0;
 337   Float_t sum =0;
 338   Float_t mean=0;
 339   for (Float_t  x =-fNRF/fDSTEPM1; x<fNRF/fDSTEPM1;x+=1/fDSTEPM1)
 340     {      //x in cm fpadWidth in cm
 341       Float_t weight = GetRF(x+fOffset);
 342       fSigma+=x*x*weight;
 343       mean+=x*weight;
 344       sum+=weight;
 345     };
 346   if (sum>0){
 347     mean/=sum;
 348     fSigma = TMath::Sqrt(fSigma/sum-mean*mean);
 349   }
 350   else fSigma=0;
 351 }
 352
 353 void AliTPCRF1D::Streamer(TBuffer &R__b)
 354 {
 355    // Stream an object of class AliTPCRF1D.
 356    if (R__b.IsReading()) {
 357       AliTPCRF1D::Class()->ReadBuffer(R__b, this);
 358       //read functions
 359
 360       if (strncmp(fType,"Gauss",3)==0) {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGauss",funGauss,-5.,5.,4);}
 361       if (strncmp(fType,"Cosh",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funCosh",funCosh,-5.,5.,4);}
 362       if (strncmp(fType,"Gati",3)==0)  {delete fGRF; fGRF = new TF1("funGati",funGati,-5.,5.,4);}
 363       if (fGRF) fGRF->SetParameters(funParam);
 364
 365    } else {
 366       AliTPCRF1D::Class()->WriteBuffer(R__b, this);
 367    }
 368 }
 369
 370
 371 Double_t  AliTPCRF1D::Gamma4(Double_t x, Double_t p0, Double_t p1){
 372   //
 373   // Gamma 4 Time response function of ALTRO
 374   //
 375   if (x<0) return 0;
 376   Double_t g1 = TMath::Exp(-4.*x/p1);
 377   Double_t g2 = TMath::Power(x/p1,4);
 378   return p0*g1*g2;
 379 }
 380