TRD/AliTRDSimParam.cxx

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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                        //
  20 // Class containing constant simulation parameters                        //
  21 //                                                                        //
  22 // Request an instance with AliTRDSimParam::Instance()                    //
  23 // Then request the needed values                                         //
  24 //                                                                        //
  25 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  26
  27 #include <TMath.h>
  28
  29 #include "AliRun.h"
  30
  31 #include "AliTRDSimParam.h"
  32
  33 ClassImp(AliTRDSimParam)
  34
  35 AliTRDSimParam *AliTRDSimParam::fgInstance   = 0;
  36 Bool_t          AliTRDSimParam::fgTerminated = kFALSE;
  37
  38 //_ singleton implementation __________________________________________________
  39 AliTRDSimParam* AliTRDSimParam::Instance()
  40 {
  41   //
  42   // Singleton implementation
  43   // Returns an instance of this class, it is created if neccessary
  44   //
  45
  46   if (fgTerminated != kFALSE) {
  47     return 0;
  48   }
  49
  50   if (fgInstance == 0) {
  51     fgInstance = new AliTRDSimParam();
  52   }
  53
  54   return fgInstance;
  55
  56 }
  57
  58 //_ singleton implementation __________________________________________________
  59 void AliTRDSimParam::Terminate()
  60 {
  61   //
  62   // Singleton implementation
  63   // Deletes the instance of this class and sets the terminated flag,
  64   // instances cannot be requested anymore
  65   // This function can be called several times.
  66   //
  67
  68   fgTerminated = kTRUE;
  69
  70   if (fgInstance != 0) {
  71     delete fgInstance;
  72     fgInstance = 0;
  73   }
  74
  75 }
  76
  77 //_____________________________________________________________________________
  78 AliTRDSimParam::AliTRDSimParam()
  79   :TObject()
  80   ,fGasGain(0.0)
  81   ,fNoise(0.0)
  82   ,fChipGain(0.0)
  83   ,fADCoutRange(0.0)
  84   ,fADCinRange(0.0)
  85   ,fADCbaseline(0)
  86   ,fDiffusionOn(kFALSE)
  87   ,fElAttachOn(kFALSE)
  88   ,fElAttachProp(0.0)
  89   ,fTRFOn(kFALSE)
  90   ,fTRFsmp(0)
  91   ,fTRFbin(0)
  92   ,fTRFlo(0.0)
  93   ,fTRFhi(0.0)
  94   ,fTRFwid(0.0)
  95   ,fCTOn(kFALSE)
  96   ,fCTsmp(0)
  97   ,fAnodeWireOffset(0.0)
  98   ,fPadCoupling(0.0)
  99   ,fTimeCoupling(0.0)
 100   ,fTimeStructOn(kFALSE)
 101   ,fPRFOn(kFALSE)
 102 {
 103   //
 104   // Default constructor
 105   //
 106
 107   Init();
 108
 109 }
 110
 111 //_____________________________________________________________________________
 112 void AliTRDSimParam::Init()
 113 {
 114   //
 115   // Default initializiation
 116   //
 117
 118   // The default parameter for the digitization
 119   fGasGain           = 4000.0;
 120   fChipGain          =   12.4;
 121   fNoise             = 1250.0;
 122   fADCoutRange       = 1023.0;          // 10-bit ADC
 123   fADCinRange        = 2000.0;          // 2V input range
 124   // Go back to 0 again, just to be consistent with reconstruction
 125   fADCbaseline       =      0;
 126   //fADCbaseline       =   10;
 127
 128   // Diffusion on
 129   fDiffusionOn       = kTRUE;
 130
 131   // Propability for electron attachment
 132   fElAttachOn        = kFALSE;
 133   fElAttachProp      = 0.0;
 134
 135   // The time response function
 136   fTRFOn             = kTRUE;
 137
 138   // The cross talk
 139   fCTOn              = kTRUE;
 140
 141   // The pad coupling factor
 142   // Use 0.46, instead of the theroetical value 0.3, since it reproduces better
 143   // the test beam data, even tough it is not understood why.
 144   fPadCoupling       = 0.46;
 145
 146   // The time coupling factor (same number as for the TPC)
 147   fTimeCoupling      = 0.4;
 148
 149   // Distance of first Anode wire from first pad edge
 150   fAnodeWireOffset   = 0.25;
 151
 152   // Use drift time maps
 153   fTimeStructOn      = kTRUE;
 154
 155   // The pad response function
 156   fPRFOn             = kTRUE;
 157
 158   ReInit();
 159
 160 }
 161
 162 //_____________________________________________________________________________
 163 AliTRDSimParam::~AliTRDSimParam()
 164 {
 165   //
 166   // Destructor
 167   //
 168
 169   if (fTRFsmp) {
 170     delete [] fTRFsmp;
 171     fTRFsmp = 0;
 172   }
 173
 174   if (fCTsmp) {
 175     delete [] fCTsmp;
 176     fCTsmp  = 0;
 177   }
 178
 179 }
 180
 181 //_____________________________________________________________________________
 182 AliTRDSimParam::AliTRDSimParam(const AliTRDSimParam &p)
 183   :TObject(p)
 184   ,fGasGain(p.fGasGain)
 185   ,fNoise(p.fNoise)
 186   ,fChipGain(p.fChipGain)
 187   ,fADCoutRange(p.fADCoutRange)
 188   ,fADCinRange(p.fADCinRange)
 189   ,fADCbaseline(p.fADCbaseline)
 190   ,fDiffusionOn(p.fDiffusionOn)
 191   ,fElAttachOn(p.fElAttachOn)
 192   ,fElAttachProp(p.fElAttachProp)
 193   ,fTRFOn(p.fTRFOn)
 194   ,fTRFsmp(0)
 195   ,fTRFbin(p.fTRFbin)
 196   ,fTRFlo(p.fTRFlo)
 197   ,fTRFhi(p.fTRFhi)
 198   ,fTRFwid(p.fTRFwid)
 199   ,fCTOn(p.fCTOn)
 200   ,fCTsmp(0)
 201   ,fAnodeWireOffset(p.fAnodeWireOffset)
 202   ,fPadCoupling(p.fPadCoupling)
 203   ,fTimeCoupling(p.fTimeCoupling)
 204   ,fTimeStructOn(p.fTimeStructOn)
 205   ,fPRFOn(p.fPRFOn)
 206 {
 207   //
 208   // Copy constructor
 209   //
 210
 211   Int_t iBin = 0;
 212
 213   if (((AliTRDSimParam &) p).fTRFsmp) {
 214     delete [] ((AliTRDSimParam &) p).fTRFsmp;
 215   }
 216   ((AliTRDSimParam &) p).fTRFsmp = new Float_t[fTRFbin];
 217   for (iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 218     ((AliTRDSimParam &) p).fTRFsmp[iBin] = fTRFsmp[iBin];
 219   }
 220
 221   if (((AliTRDSimParam &) p).fCTsmp) {
 222     delete [] ((AliTRDSimParam &) p).fCTsmp;
 223   }
 224   ((AliTRDSimParam &) p).fCTsmp  = new Float_t[fTRFbin];
 225   for (iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 226     ((AliTRDSimParam &) p).fCTsmp[iBin] = fCTsmp[iBin];
 227   }
 228
 229 }
 230
 231 //_____________________________________________________________________________
 232 AliTRDSimParam &AliTRDSimParam::operator=(const AliTRDSimParam &p)
 233 {
 234   //
 235   // Assignment operator
 236   //
 237
 238   if (this != &p) {
 239     ((AliTRDSimParam &) p).Copy(*this);
 240   }
 241
 242   return *this;
 243
 244 }
 245
 246 //_____________________________________________________________________________
 247 void AliTRDSimParam::Copy(TObject &p) const
 248 {
 249   //
 250   // Copy function
 251   //
 252
 253   AliTRDSimParam *target = dynamic_cast<AliTRDSimParam *> (&p);
 254   if (!target) {
 255     return;
 256   }
 257
 258   target->fGasGain            = fGasGain;
 259   target->fNoise              = fNoise;
 260   target->fChipGain           = fChipGain;
 261   target->fADCoutRange        = fADCoutRange;
 262   target->fADCinRange         = fADCinRange;
 263   target->fADCbaseline        = fADCbaseline;
 264   target->fDiffusionOn        = fDiffusionOn;
 265   target->fElAttachOn         = fElAttachOn;
 266   target->fElAttachProp       = fElAttachProp;
 267   target->fTRFOn              = fTRFOn;
 268   target->fTRFbin             = fTRFbin;
 269   target->fTRFlo              = fTRFlo;
 270   target->fTRFhi              = fTRFhi;
 271   target->fTRFwid             = fTRFwid;
 272   target->fCTOn               = fCTOn;
 273   target->fAnodeWireOffset    = fAnodeWireOffset;
 274   target->fPadCoupling        = fPadCoupling;
 275   target->fTimeCoupling       = fTimeCoupling;
 276   target->fPRFOn              = fPRFOn;
 277
 278   if (target->fTRFsmp) {
 279     delete[] target->fTRFsmp;
 280   }
 281   target->fTRFsmp = new Float_t[fTRFbin];
 282   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 283     target->fTRFsmp[iBin] = fTRFsmp[iBin];
 284   }
 285
 286   if (target->fCTsmp) {
 287     delete[] target->fCTsmp;
 288   }
 289   target->fCTsmp  = new Float_t[fTRFbin];
 290   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 291     target->fCTsmp[iBin]  = fCTsmp[iBin];
 292   }
 293
 294 }
 295
 296 //_____________________________________________________________________________
 297 void AliTRDSimParam::ReInit()
 298 {
 299   //
 300   // Reinitializes the parameter class after a change
 301   //
 302
 303   // The range and the binwidth for the sampled TRF
 304   fTRFbin = 200;
 305   // Start 0.2 mus before the signal
 306   fTRFlo  = -0.4;
 307   // End the maximum drift time after the signal
 308   fTRFhi  =  3.58;
 309   fTRFwid = (fTRFhi - fTRFlo) / ((Float_t) fTRFbin);
 310
 311   // Create the sampled TRF
 312   SampleTRF();
 313
 314 }
 315
 316 //_____________________________________________________________________________
 317 void AliTRDSimParam::SampleTRF()
 318 {
 319   //
 320   // Samples the new time response function.
 321   // From Antons measurements with Fe55 source, adjusted by C. Lippmann.
 322   // time bins are -0.4, -0.38, -0.36, ...., 3.54, 3.56, 3.58 microseconds
 323   //
 324
 325   const Int_t kNpasa     = 200;  // kNpasa should be equal to fTRFbin!
 326
 327   Float_t signal[kNpasa]={ 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000, 0.0000
 328                          , 0.0002, 0.0007, 0.0026, 0.0089, 0.0253, 0.0612, 0.1319
 329                          , 0.2416, 0.3913, 0.5609, 0.7295, 0.8662, 0.9581, 1.0000
 330                          , 0.9990, 0.9611, 0.8995, 0.8269, 0.7495, 0.6714, 0.5987
 331                          , 0.5334, 0.4756, 0.4249, 0.3811, 0.3433, 0.3110, 0.2837
 332                          , 0.2607, 0.2409, 0.2243, 0.2099, 0.1974, 0.1868, 0.1776
 333                          , 0.1695, 0.1627, 0.1566, 0.1509, 0.1457, 0.1407, 0.1362
 334                          , 0.1317, 0.1274, 0.1233, 0.1196, 0.1162, 0.1131, 0.1102
 335                          , 0.1075, 0.1051, 0.1026, 0.1004, 0.0979, 0.0956, 0.0934
 336                          , 0.0912, 0.0892, 0.0875, 0.0858, 0.0843, 0.0829, 0.0815
 337                          , 0.0799, 0.0786, 0.0772, 0.0757, 0.0741, 0.0729, 0.0718
 338                          , 0.0706, 0.0692, 0.0680, 0.0669, 0.0655, 0.0643, 0.0630
 339                          , 0.0618, 0.0607, 0.0596, 0.0587, 0.0576, 0.0568, 0.0558
 340                          , 0.0550, 0.0541, 0.0531, 0.0522, 0.0513, 0.0505, 0.0497
 341                          , 0.0490, 0.0484, 0.0474, 0.0465, 0.0457, 0.0449, 0.0441
 342                          , 0.0433, 0.0425, 0.0417, 0.0410, 0.0402, 0.0395, 0.0388
 343                          , 0.0381, 0.0374, 0.0368, 0.0361, 0.0354, 0.0348, 0.0342
 344                          , 0.0336, 0.0330, 0.0324, 0.0318, 0.0312, 0.0306, 0.0301
 345                          , 0.0296, 0.0290, 0.0285, 0.0280, 0.0275, 0.0270, 0.0265
 346                          , 0.0260, 0.0256, 0.0251, 0.0246, 0.0242, 0.0238, 0.0233
 347                          , 0.0229, 0.0225, 0.0221, 0.0217, 0.0213, 0.0209, 0.0206
 348                          , 0.0202, 0.0198, 0.0195, 0.0191, 0.0188, 0.0184, 0.0181
 349                          , 0.0178, 0.0175, 0.0171, 0.0168, 0.0165, 0.0162, 0.0159
 350                          , 0.0157, 0.0154, 0.0151, 0.0148, 0.0146, 0.0143, 0.0140
 351                          , 0.0138, 0.0135, 0.0133, 0.0131, 0.0128, 0.0126, 0.0124
 352                          , 0.0121, 0.0119, 0.0120, 0.0115, 0.0113, 0.0111, 0.0109
 353                          , 0.0107, 0.0105, 0.0103, 0.0101, 0.0100, 0.0098, 0.0096
 354                          , 0.0094, 0.0092, 0.0091, 0.0089, 0.0088, 0.0086, 0.0084
 355                          , 0.0083, 0.0081, 0.0080, 0.0078 };
 356
 357         // Andronic & Bercuci parametrization
 358         // define new TRF parametrization
 359                 // normalizing constant to Fe signal
 360         const Float_t k1=1.055;
 361         // time constants
 362         const Float_t t1=0.04;
 363         const Float_t t2=.9;
 364         // the relative fraction of the long component
 365         const Float_t k2=.15;
 366         // time offset for Fe
 367         const Float_t t0=-.29;
 368         Float_t x = t0; Int_t index;
 369         for(int i=0; i<kNpasa; i++) signal[i] = 0.;
 370   for(int i=0; i<kNpasa; i++){
 371                 index = i+6;
 372                 if(index >= kNpasa) break;
 373                 x += .02;
 374                 signal[index]=k1*(TMath::Power((x-t0)/t1, 2.5)*(exp(-(x-t0)/t1))+k2*exp(-(x-t0)/t2));
 375         }
 376
 377         Float_t xtalk[kNpasa];
 378
 379   // With undershoot, positive peak corresponds to ~3% of the main signal:
 380   for (Int_t ipasa = 3; ipasa < kNpasa; ipasa++) {
 381     xtalk[ipasa] = 0.2 * (signal[ipasa-2] - signal[ipasa-3]);
 382   }
 383
 384   xtalk[0]  = 0.0;
 385   xtalk[1]  = 0.0;
 386   xtalk[2]  = 0.0;
 387
 388   signal[0] = 0.0;
 389   signal[1] = 0.0;
 390   signal[2] = 0.0;
 391
 392   if (fTRFsmp) {
 393     delete [] fTRFsmp;
 394   }
 395   fTRFsmp = new Float_t[fTRFbin];
 396
 397   if (fCTsmp)  {
 398     delete [] fCTsmp;
 399   }
 400   fCTsmp  = new Float_t[fTRFbin];
 401
 402   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 403     fTRFsmp[iBin] = signal[iBin];
 404     fCTsmp[iBin]  = xtalk[iBin];
 405   }
 406
 407 }
 408
 409 //_____________________________________________________________________________
 410 Double_t AliTRDSimParam::TimeResponse(Double_t time) const
 411 {
 412   //
 413   // Applies the preamp shaper time response
 414   // (We assume a signal rise time of 0.2us = fTRFlo/2.
 415   //
 416
 417   Int_t iBin = ((Int_t) ((time - fTRFlo/2.0) / fTRFwid));
 418   if ((iBin >=       0) &&
 419       (iBin <  fTRFbin)) {
 420     return fTRFsmp[iBin];
 421   }
 422   else {
 423     return 0.0;
 424   }
 425
 426 }
 427
 428 //_____________________________________________________________________________
 429 Double_t AliTRDSimParam::CrossTalk(Double_t time) const
 430 {
 431   //
 432   // Applies the pad-pad capacitive cross talk
 433   //
 434
 435   Int_t iBin = ((Int_t) ((time - fTRFlo) / fTRFwid));
 436   if ((iBin >=       0) &&
 437       (iBin <  fTRFbin)) {
 438     return fCTsmp[iBin];
 439   }
 440   else {
 441     return 0.0;
 442   }
 443
 444 }