5f0b3479188c4f886c0befd90e0f6183d41fc60f
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / Base / AliTPCCalibCE.h
1 #ifndef ALITPCCALIBCE_H
2 #define ALITPCCALIBCE_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
7 //                                                                                    //
8 //             Implementation of the TPC Central Electrode calibration                //
9 //                                                                                    //
10 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
11
12 #include <TVectorT.h>
13 #include <THnSparse.h>
14
15 #include "AliTPCCalibRawBase.h"
16 class TH1S;
17 #include "TObjArray.h"
18 class TH2S;
19 class TH1F;
20 class TTreeSRedirector;
21 class AliTPCCalPad;
22 class AliTPCROC;
23 class AliTPCCalROC;
24 class AliTPCParam;
25 class AliRawReader;
26 class TGraph;
27 class TMap;
28 class TCollection;
29
30 struct eventHeaderStruct;
31
32 class AliTPCCalibCE : public AliTPCCalibRawBase {
33   
34 public:
35   AliTPCCalibCE();
36   AliTPCCalibCE(const AliTPCCalibCE &sig);
37   AliTPCCalibCE(const TMap *config);
38   virtual ~AliTPCCalibCE();
39   
40   AliTPCCalibCE& operator = (const  AliTPCCalibCE &source);
41   
42   virtual Int_t Update(const Int_t isector, const Int_t iRow, const Int_t iPad,
43                        const Int_t iTimeBin, const Float_t signal);
44   virtual void ProcessBunch(const Int_t sector, const Int_t row, const Int_t pad,
45                             const Int_t length, const UInt_t startTimeBin, const UShort_t* signal);
46   
47   virtual void Analyse();
48   void AnalyseTrack();
49   
50     //
51   AliTPCCalROC* GetCalRocT0  (Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);  // get calibration object - sector
52   AliTPCCalROC* GetCalRocT0Err(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);  // get calibration object - sector
53   AliTPCCalROC* GetCalRocQ   (Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);  // get calibration object - sector
54   AliTPCCalROC* GetCalRocRMS(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);  // get calibration object - sector
55   AliTPCCalROC* GetCalRocOutliers(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);  // get calibration object - sector
56   
57   const TObjArray* GetCalPadT0()    const { return &fCalRocArrayT0; }      // get calibration object
58   const TObjArray* GetCalPadT0Err() const { return &fCalRocArrayT0Err; }      // get calibration object
59   const TObjArray* GetCalPadQ()     const { return &fCalRocArrayQ;  }      // get calibration object
60   const TObjArray* GetCalPadRMS()   const { return &fCalRocArrayRMS;}      // get calibration object
61   const TObjArray* GetCalPadOutliers() const { return &fCalRocArrayOutliers;}      // get calibration object
62   
63   TH2S* GetHistoQ  (Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);           // get refernce histogram
64   TH2S* GetHistoT0 (Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);           // get refernce histogram
65   TH2S* GetHistoRMS(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);           // get refernce histogram
66
67   Float_t GetMeanT0rms() const {return fMeanT0rms;}
68   Float_t GetMeanQrms() const {return fMeanQrms;}
69   Float_t GetMeanRMSrms() const {return fMeanRMSrms;}
70   
71   Int_t   GetPeakDetectionMinus() const {return fPeakDetMinus;}
72   Int_t   GetPeakDetectionPlus()  const {return fPeakDetPlus;}
73   Int_t   GetPeakIntRangeMinus() const {return fPeakIntMinus;}
74   Int_t   GetPeakIntRangePlus()  const {return fPeakIntPlus;}
75   Float_t GetNnoiseThresholdMax() const {return fNoiseThresholdMax;}
76   Float_t GetNnoiseThresholdSum() const {return fNoiseThresholdSum;}
77   
78   TH1S* GetHistoTmean(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);           // get refernce histogram
79   
80     //needed here to merge ClibCE objects
81   TObjArray* GetParamArrayPol1(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
82   TObjArray* GetParamArrayPol2(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
83   
84 //    TObjArray*  GetTMeanArrayEvent(){ return &fTMeanArrayEvent; }
85 //    TObjArray*  GetQMeanArrayEvent(){ return &fQMeanArrayEvent; }
86   TVectorF* GetTMeanEvents(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
87   TVectorF* GetQMeanEvents(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
88   
89   const TVectorD*   GetEventTimes()  const   { return &fVEventTime;      }
90   const TVectorD*   GetEventIds()    const   { return &fVEventNumber;    }
91   
92   //
93   void  SetRangeRefQ  (Int_t nBins, Float_t xMin, Float_t xMax){ fNbinsQ   = nBins; fXminQ   = xMin; fXmaxQ   = xMax; }   //Set range for Q reference histograms
94   void  SetRangeRefT0 (Int_t nBins, Float_t xMin, Float_t xMax){ fNbinsT0  = nBins; fXminT0  = xMin; fXmaxT0  = xMax; }   //Set range for T0 reference histograms
95   void  SetRangeRefRMS(Int_t nBins, Float_t xMin, Float_t xMax){ fNbinsRMS = nBins; fXminRMS = xMin; fXmaxRMS = xMax; }   //Set range for T0 reference histograms
96   //
97   void  SetRangePeakDetection(Int_t minus, Int_t plus) { fPeakDetMinus=minus; fPeakDetPlus=plus;}
98   void  SetRangePeakIntegral(Int_t minus, Int_t plus) { fPeakIntMinus=minus; fPeakIntPlus=plus;}
99   void  SetNnoiseThresholdMax(Float_t n) {fNoiseThresholdMax=n;}
100   void  SetNnoiseThresholdSum(Float_t n) {fNoiseThresholdSum=n;}
101   //
102   void  SetEventInfo(UInt_t runNumber,UInt_t timestamp, UInt_t eventId){ fRunNumber=runNumber; fTimeStamp=timestamp; fEventId=eventId;}
103   //
104   void  SetPedestalDatabase(AliTPCCalPad * const pedestalTPC, AliTPCCalPad * const padNoiseTPC) {fPedestalTPC = pedestalTPC; fPadNoiseTPC = padNoiseTPC;}
105   void  SetIsZeroSuppressed(Bool_t zs=kTRUE) { fIsZeroSuppressed=zs; }
106   void  SetSecRejectRatio(Float_t ratio) { fSecRejectRatio=ratio; }
107
108   void SetProcessOld(Bool_t process=kTRUE) {fProcessOld=process;}
109   void SetProcessNew(Bool_t process=kTRUE) {fProcessNew=process; if (process&&!fHnDrift) CreateDVhist(); }
110   //Getters
111   Int_t GetNeventsProcessed() const { return fNevents; }
112   
113   Bool_t GetIsZeroSuppressed() const { return fIsZeroSuppressed; }
114   
115   Float_t  GetSecRejectRatio() const { return fSecRejectRatio; }
116
117   const TVectorF *GetTime0Side(Int_t side=0) const {return (side==0)?&fVTime0SideA:&fVTime0SideC;}
118   Float_t GetPeakIntegralMinus() const {return fPeakIntMinus;}
119   Float_t GetPeakIntegralPlus() const {return fPeakIntPlus;}
120   
121   
122   void Merge(AliTPCCalibCE * const ce);
123   virtual Long64_t Merge(TCollection * const list);
124   
125   TGraph *MakeGraphTimeCE(Int_t sector, Int_t xVariable=0, Int_t fitType=0, Int_t fitParameter=0);
126
127   //
128   // New functions using also the laser tracks
129   //
130   Bool_t IsEdgePad(Int_t sector, Int_t row, Int_t pad) const;
131   
132   void FindLocalMaxima(TObjArray * const arrObj, Double_t timestamp, Int_t burst);
133   Int_t FindLaserTrackID(Int_t sector,Int_t row, const Double_t *peakpos,Double_t &mindist, const Double_t *peakposloc, Int_t &itrackMin2);
134   
135   const THnSparseI *GetHnDrift() const {return fHnDrift;}
136   const TObjArray& GetArrHnDrift() const {return fArrHnDrift;}
137   const TVectorD&  GetTimeBursts() const {return fTimeBursts;}
138   const TObjArray  *GetArrFitGraphs() const {return fArrFitGraphs;}
139
140   virtual void DumpToFile(const Char_t *filename, const Char_t *dir="", Bool_t append=kFALSE);
141   
142   static AliTPCCalibCE *ReadFromFile(const Char_t *filename);
143   
144 protected:
145   virtual void EndEvent();
146   virtual void ResetEvent();
147   
148 private:
149     // reference histogram ranges
150   Int_t   fNbinsT0;                 //  Number of bins for T0 reference histogram
151   Float_t fXminT0;                  //  xmin   of T0 reference histogram
152   Float_t fXmaxT0;                  //  xmax   of T0 reference histogram
153   Int_t   fNbinsQ;                  //  Number of bins for T0 reference histogram
154   Float_t fXminQ;                   //  xmin   of T0 reference histogram
155   Float_t fXmaxQ;                   //  xmax   of T0 reference histogram
156   Int_t   fNbinsRMS;                //  Number of bins for T0 reference histogram
157   Float_t fXminRMS;                 //  xmin   of T0 reference histogram
158   Float_t fXmaxRMS;                 //  xmax   of T0 reference histogram
159   Int_t   fPeakDetMinus;               //  Consecutive timebins on rising edge to be regarded as a signal
160   Int_t   fPeakDetPlus;                //  Consecutive timebins on falling edge to be regarded as a signal
161   Int_t   fPeakIntMinus;            //  Peak integral range for COG determination. Bins used before max bin
162   Int_t   fPeakIntPlus;             //  Peak integral range for COG determination. Bins used after max bin
163   Float_t fNoiseThresholdMax;       //  Analysis Treshold for signal finding: Max>fNoiseThresholdMax*PadNoise
164   Float_t fNoiseThresholdSum;       //  Analysis Treshold for signal finding: Sum>fNoiseThresholdSum*PadNoise
165   
166   Bool_t  fIsZeroSuppressed;        //  If data is Zero Suppressed -> Don't subtrakt pedestals!
167   
168   Int_t     fLastSector;            //! Last sector processed
169   
170   Float_t   fSecRejectRatio;        //! Needed percentage of signals in one chamber. Below it will be rejected
171                                       //  This is neede if we do not process a laser event
172   
173   AliTPCParam *fParam;              //! TPC information
174   
175   AliTPCCalPad *fPedestalTPC;       //! Pedestal Information whole TPC
176   AliTPCCalPad *fPadNoiseTPC;       //! Pad noise Information whole TPC
177   AliTPCCalROC *fPedestalROC;       //! Pedestal Information for current ROC
178   AliTPCCalROC *fPadNoiseROC;       //! Pad noise Information for current ROC
179   
180   TObjArray fCalRocArrayT0;         //  Array of AliTPCCalROC class for Time0 calibration
181   TObjArray fCalRocArrayT0Err;      //  Array of AliTPCCalROC class for the error (rms) of Time0 calibration
182   TObjArray fCalRocArrayQ;          //  Array of AliTPCCalROC class for Charge calibration
183   TObjArray fCalRocArrayRMS;        //  Array of AliTPCCalROC class for signal width calibration
184   TObjArray fCalRocArrayOutliers;   //  Array of AliTPCCalROC class for signal outliers
185   
186   TObjArray fHistoQArray;           //  Calibration histograms for Charge distribution
187   TObjArray fHistoT0Array;          //  Calibration histograms for Time0  distribution
188   TObjArray fHistoRMSArray;         //  Calibration histograms for signal width distribution
189   
190   Float_t   fMeanT0rms;             // mean of the rms of all pad T0  fits, used as error estimation of T0 results
191   Float_t   fMeanQrms;              // mean of the rms of all pad Q   fits, used as error estimation of Q results
192   Float_t   fMeanRMSrms;            // mean of the rms of all pad TMS fits, used as error estimation of RMS results
193   
194   TObjArray fHistoTmean;            //! Calibration histograms of the mean CE position for all sectors
195   
196   TObjArray fParamArrayEventPol1;   //  Store mean arrival time parameters for each sector event by event from global plane fit
197   TObjArray fParamArrayEventPol2;   //  Store mean arrival time parameters for each sector event by event from global parabola fit
198   TObjArray fTMeanArrayEvent;       //  Store mean arrival time for each sector event by event
199   TObjArray fQMeanArrayEvent;       //  Store mean arrival Charge for each sector event by event
200   TVectorD  fVEventTime;            //  Timestamps of the events
201   TVectorD  fVEventNumber;          //  Eventnumbers of the events
202   TVectorF  fVTime0SideA;           //  Mean Time0 for side A for all events
203   TVectorF  fVTime0SideC;           //  Mean Time0 for side C for all events
204   Double_t  fEventId;               //! Event Id of the current event
205   UInt_t  fOldRunNumber;          //! Old Run Number
206   
207   TObjArray fPadTimesArrayEvent;    //! Pad Times for the event, before mean Time0 corrections
208   TObjArray fPadQArrayEvent;        //! Charge for the event, only needed for debugging streamer
209   TObjArray fPadRMSArrayEvent;      //! Signal width for the event, only needed for debugging streamer
210   TObjArray fPadPedestalArrayEvent; //! Signal width for the event, only needed for debugging streamer
211   
212   Int_t     fCurrentChannel;        //! current channel processed
213   Int_t     fCurrentSector;         //! current sector processed
214   Int_t     fCurrentRow;            //! current row processed
215   Float_t   fMaxPadSignal;          //! maximum bin of current pad
216   Int_t     fMaxTimeBin;            //! time bin with maximum value
217   Float_t   fPadSignal[1024];       //! signal of current Pad
218   Float_t   fPadPedestal;           //! Pedestal Value of current pad
219   Float_t   fPadNoise;              //! Noise Value of current pad
220   
221   TVectorD  fVTime0Offset;          //!  Time0 Offset for each sector;
222   TVectorD  fVTime0OffsetCounter;   //!  Time0 Offset counter for each sector;
223   TVectorD  fVMeanQ;                //!  Mean Q for each sector;
224   TVectorD  fVMeanQCounter;         //!  Mean Q counter for each sector;
225   
226   Float_t   fCurrentCETimeRef;      //! Time refernce of the current sector
227   
228   // new part of the algorithm
229   Bool_t      fProcessOld;             // Whether to use the old algorithm
230   Bool_t      fProcessNew;             // Whether to use the new algorithm
231   Bool_t      fAnalyseNew;             //! Whether to analyse the new part of the algorithm.
232                                        //In the DA this needs to be switched off, in the Preprocessor on...
233   enum {kHnBinsDV=5};
234   THnSparseI *fHnDrift;                //! Histogram digits for each pad and timebin for several timestamps
235   TObjArray   fArrHnDrift;             // array of sparse histograms for each burst
236   TVectorD    fTimeBursts;             //  time stamps of bursts
237   UInt_t      fBinsLastAna[100];       // number of bin in the THnSparse during the last analysis
238   UShort_t    fPeaks[14];               //! Peak position: 4 laser layers and CE
239   UShort_t    fPeakWidths[14];          //! Peak window widths
240   TObjArray  *fArrFitGraphs;           // Fit resut graphs for each parameter
241   UInt_t      fEventInBunch;           //! event in current bunch
242   
243   
244   //
245   void   FindPedestal(Float_t part=.6);
246   void   UpdateCETimeRef(); //Get the time reference of the last valid measurement in sector
247   void   FindCESignal(TVectorD &param, Float_t &qSum, const TVectorF maxima);
248   void   FindLocalMaxima(TVectorF &maxima);
249   Bool_t IsPeak(Int_t pos, Int_t tminus, Int_t tplus) const;
250   
251   TH2S* GetHisto(Int_t sector, TObjArray *arr,
252                  Int_t nbinsY, Float_t ymin, Float_t ymax,
253                  const Char_t *type, Bool_t force);
254   TH1S* GetHisto(Int_t sector, TObjArray *arr,
255                  const Char_t *type, Bool_t force);
256   
257   AliTPCCalROC* GetCalRoc(Int_t sector, TObjArray* arr, Bool_t force) const;
258   
259   TVectorF* GetVectSector(Int_t sector, TObjArray *arr, UInt_t size, Bool_t force=kFALSE) const;
260   TVectorF* GetPadTimesEvent(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
261   
262   TObjArray* GetParamArray(Int_t sector, TObjArray *arr, Bool_t force=kFALSE) const;
263   
264   void ResetPad();
265   void ProcessPad();
266
267   // new part of the algorithm
268   void CreateDVhist();
269   
270   void   FindLaserLayers();
271   Bool_t IsPeakInRange(UShort_t timebin, Int_t roc) const;
272
273   TObjArray *SetupMeasured();
274   void ResetMeasured(TObjArray * const arr);
275   
276   void AddCEtoIdeal(TObjArray *arr);
277
278   void CalculateDV(TObjArray * const arrIdeal, TObjArray * const arrMeasured, Int_t burst);
279   Double_t SetBurstHnDrift();
280   //debug
281   TVectorF* GetPadQEvent(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
282   TVectorF* GetPadRMSEvent(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
283   TVectorF* GetPadPedestalEvent(Int_t sector, Bool_t force=kFALSE);
284   
285   ClassDef(AliTPCCalibCE,10)  //Implementation of the TPC Central Electrode calibration
286 };
287
288 //Inline functions
289 //_____________________________________________________________________
290 inline Bool_t AliTPCCalibCE::IsPeakInRange(UShort_t timebin, Int_t roc) const
291 {
292   //
293   // Check whether timebin is in the range of a laser layer
294   //
295   Int_t side=(roc/18)%2;
296   Int_t add=7*side;
297 //   return kTRUE;
298   if (fPeaks[13]<2) return kTRUE; //not determined yet
299   for (Int_t i=add; i<add+7; ++i){
300     if (TMath::Abs((Short_t)timebin-(Short_t)fPeaks[i])<(Short_t)fPeakWidths[i]) return kTRUE;
301   }
302   return kFALSE;
303 }
304
305 #endif