db649083ed5f534ed29e5d5970a392e0f3292067
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDdigitizer.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.26  2001/11/06 17:19:41  cblume
19 Add detailed geometry and simple simulator
20
21 Revision 1.25  2001/06/27 09:54:44  cblume
22 Moved fField initialization to InitDetector()
23
24 Revision 1.24  2001/05/21 16:45:47  hristov
25 Last minute changes (C.Blume)
26
27 Revision 1.23  2001/05/07 08:04:48  cblume
28 New TRF and PRF. Speedup of the code. Digits from amplification region included
29
30 Revision 1.22  2001/03/30 14:40:14  cblume
31 Update of the digitization parameter
32
33 Revision 1.21  2001/03/13 09:30:35  cblume
34 Update of digitization. Moved digit branch definition to AliTRD
35
36 Revision 1.20  2001/02/25 20:19:00  hristov
37 Minor correction: loop variable declared only once for HP, Sun
38
39 Revision 1.19  2001/02/14 18:22:26  cblume
40 Change in the geometry of the padplane
41
42 Revision 1.18  2001/01/26 19:56:57  hristov
43 Major upgrade of AliRoot code
44
45 Revision 1.17  2000/12/08 12:53:27  cblume
46 Change in Copy() function for HP-compiler
47
48 Revision 1.16  2000/12/07 12:20:46  cblume
49 Go back to array compression. Use sampled PRF to speed up digitization
50
51 Revision 1.15  2000/11/23 14:34:08  cblume
52 Fixed bug in expansion routine of arrays (initialize buffers properly)
53
54 Revision 1.14  2000/11/20 08:54:44  cblume
55 Switch off compression as default
56
57 Revision 1.13  2000/11/10 14:57:52  cblume
58 Changes in the geometry constants for the DEC compiler
59
60 Revision 1.12  2000/11/01 14:53:20  cblume
61 Merge with TRD-develop
62
63 Revision 1.1.4.9  2000/10/26 17:00:22  cblume
64 Fixed bug in CheckDetector()
65
66 Revision 1.1.4.8  2000/10/23 13:41:35  cblume
67 Added protection against Log(0) in the gas gain calulation
68
69 Revision 1.1.4.7  2000/10/17 02:27:34  cblume
70 Get rid of global constants
71
72 Revision 1.1.4.6  2000/10/16 01:16:53  cblume
73 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
74
75 Revision 1.1.4.5  2000/10/15 23:34:29  cblume
76 Faster version of the digitizer
77
78 Revision 1.1.4.4  2000/10/06 16:49:46  cblume
79 Made Getters const
80
81 Revision 1.1.4.3  2000/10/04 16:34:58  cblume
82 Replace include files by forward declarations
83
84 Revision 1.1.4.2  2000/09/22 14:41:10  cblume
85 Bug fix in PRF. Included time response. New structure
86
87 Revision 1.10  2000/10/05 07:27:53  cblume
88 Changes in the header-files by FCA
89
90 Revision 1.9  2000/10/02 21:28:19  fca
91 Removal of useless dependecies via forward declarations
92
93 Revision 1.8  2000/06/09 11:10:07  cblume
94 Compiler warnings and coding conventions, next round
95
96 Revision 1.7  2000/06/08 18:32:58  cblume
97 Make code compliant to coding conventions
98
99 Revision 1.6  2000/06/07 16:27:32  cblume
100 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
101
102 Revision 1.5  2000/05/09 16:38:57  cblume
103 Removed PadResponse(). Merge problem
104
105 Revision 1.4  2000/05/08 15:53:45  cblume
106 Resolved merge conflict
107
108 Revision 1.3  2000/04/28 14:49:27  cblume
109 Only one declaration of iDict in MakeDigits()
110
111 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:42:04  cblume
112 Introduced AliTRDdigitsManager
113
114 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:13  cblume
115 Add new TRD classes
116
117 */
118
119 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
120 //                                                                           //
121 //  Creates and handles digits from TRD hits                                 //
122 //  Author: C. Blume (C.Blume@gsi.de)                                        //
123 //                                                                           //
124 //  The following effects are included:                                      //
125 //      - Diffusion                                                          //
126 //      - ExB effects                                                        //
127 //      - Gas gain including fluctuations                                    //
128 //      - Pad-response (simple Gaussian approximation)                       //
129 //      - Time-response                                                      //
130 //      - Electronics noise                                                  //
131 //      - Electronics gain                                                   //
132 //      - Digitization                                                       //
133 //      - ADC threshold                                                      //
134 //  The corresponding parameter can be adjusted via the various              //
135 //  Set-functions. If these parameters are not explicitly set, default       //
136 //  values are used (see Init-function).                                     //
137 //  As an example on how to use this class to produce digits from hits       //
138 //  have a look at the macro hits2digits.C                                   //
139 //  The production of summable digits is demonstrated in hits2sdigits.C      //
140 //  and the subsequent conversion of the s-digits into normal digits is      //
141 //  explained in sdigits2digits.C.                                           //
142 //                                                                           //
143 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
144
145 #include <stdlib.h>
146
147 #include <TMath.h>
148 #include <TVector.h>
149 #include <TRandom.h>
150 #include <TROOT.h>
151 #include <TTree.h>
152 #include <TFile.h>
153 #include <TF1.h>
154 #include <TList.h>
155
156 #include "AliRun.h"
157 #include "AliMagF.h"
158
159 #include "AliTRD.h"
160 #include "AliTRDhit.h"
161 #include "AliTRDdigitizer.h"
162 #include "AliTRDdataArrayI.h"
163 #include "AliTRDdataArrayF.h"
164 #include "AliTRDsegmentArray.h"
165 #include "AliTRDdigitsManager.h"
166 #include "AliTRDgeometry.h"
167
168 ClassImp(AliTRDdigitizer)
169
170 //_____________________________________________________________________________
171 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer():TNamed()
172 {
173   //
174   // AliTRDdigitizer default constructor
175   //
176
177   fInputFile          = NULL;
178   fDigitsManager      = NULL;
179   fSDigitsManagerList = NULL;
180   fSDigitsManager     = NULL;
181   fTRD                = NULL;
182   fGeo                = NULL;
183   fPRFsmp             = NULL;
184   fTRFsmp             = NULL;
185
186   fEvent              = 0;
187   fGasGain            = 0.0;
188   fNoise              = 0.0;
189   fChipGain           = 0.0;
190   fADCoutRange        = 0.0;
191   fADCinRange         = 0.0;
192   fADCthreshold       = 0;
193   fDiffusionOn        = 0;
194   fDiffusionT         = 0.0;
195   fDiffusionL         = 0.0;
196   fElAttachOn         = 0;
197   fElAttachProp       = 0.0;
198   fExBOn              = 0;
199   fOmegaTau           = 0.0;
200   fPRFOn              = 0;
201   fTRFOn              = 0;
202   fDriftVelocity      = 0.0;
203   fPadCoupling        = 0.0;
204   fTimeCoupling       = 0.0;
205   fTimeBinWidth       = 0.0;
206   fField              = 0.0;
207
208   fPRFbin             = 0;
209   fPRFlo              = 0.0;
210   fPRFhi              = 0.0;
211   fPRFwid             = 0.0;
212   fPRFpad             = 0;
213   fTRFbin             = 0;
214   fTRFlo              = 0.0;
215   fTRFhi              = 0.0;
216   fTRFwid             = 0.0;
217
218   fCompress           = kTRUE;
219   fVerbose            = 0;
220   fSDigits            = kFALSE;
221   fSDigitsScale       = 0.0;
222
223 }
224
225 //_____________________________________________________________________________
226 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const Text_t *name, const Text_t *title)
227                 :TNamed(name,title)
228 {
229   //
230   // AliTRDdigitizer default constructor
231   //
232
233   fInputFile          = NULL;
234
235   fDigitsManager      = NULL;
236   fSDigitsManager     = NULL;
237   fSDigitsManagerList = NULL;
238
239   fTRD                = NULL;
240   fGeo                = NULL;
241   fPRFsmp             = NULL;
242   fTRFsmp             = NULL;
243
244   fEvent              = 0;
245
246   fCompress           = kTRUE;
247   fVerbose            = 0;
248   fSDigits            = kFALSE;
249
250   Init();
251
252 }
253
254 //_____________________________________________________________________________
255 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const AliTRDdigitizer &d)
256 {
257   //
258   // AliTRDdigitizer copy constructor
259   //
260
261   ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
262
263 }
264
265 //_____________________________________________________________________________
266 AliTRDdigitizer::~AliTRDdigitizer()
267 {
268   //
269   // AliTRDdigitizer destructor
270   //
271
272   if (fInputFile) {
273     fInputFile->Close();
274     delete fInputFile;
275     fInputFile = NULL;
276   }
277
278   if (fDigitsManager) {
279     delete fDigitsManager;
280     fDigitsManager = NULL;
281   }
282
283   if (fSDigitsManager) {
284     delete fSDigitsManager;
285     fSDigitsManager = NULL;
286   }
287
288   if (fSDigitsManagerList) {
289     fSDigitsManagerList->Delete();
290     delete fSDigitsManagerList;
291     fSDigitsManagerList = NULL;
292   }
293 }
294
295 //_____________________________________________________________________________
296 AliTRDdigitizer &AliTRDdigitizer::operator=(const AliTRDdigitizer &d)
297 {
298   //
299   // Assignment operator
300   //
301
302   if (this != &d) ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
303   return *this;
304
305 }
306
307 //_____________________________________________________________________________
308 void AliTRDdigitizer::Copy(TObject &d)
309 {
310   //
311   // Copy function
312   //
313
314   Int_t iBin;
315
316   ((AliTRDdigitizer &) d).fInputFile          = NULL;
317   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManagerList = NULL;
318   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsManager     = NULL;
319   ((AliTRDdigitizer &) d).fDigitsManager      = NULL;
320   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRD                = NULL;
321   ((AliTRDdigitizer &) d).fGeo                = NULL;
322
323   ((AliTRDdigitizer &) d).fEvent              = 0;
324
325   ((AliTRDdigitizer &) d).fGasGain            = fGasGain;
326   ((AliTRDdigitizer &) d).fNoise              = fNoise;
327   ((AliTRDdigitizer &) d).fChipGain           = fChipGain;
328   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCoutRange        = fADCoutRange;
329   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCinRange         = fADCinRange;
330   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCthreshold       = fADCthreshold;
331   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionOn        = fDiffusionOn; 
332   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionT         = fDiffusionT;
333   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionL         = fDiffusionL;
334   ((AliTRDdigitizer &) d).fElAttachOn         = fElAttachOn;
335   ((AliTRDdigitizer &) d).fElAttachProp       = fElAttachProp;
336   ((AliTRDdigitizer &) d).fExBOn              = fExBOn;
337   ((AliTRDdigitizer &) d).fOmegaTau           = fOmegaTau;
338   ((AliTRDdigitizer &) d).fLorentzFactor      = fLorentzFactor;
339   ((AliTRDdigitizer &) d).fDriftVelocity      = fDriftVelocity;
340   ((AliTRDdigitizer &) d).fPadCoupling        = fPadCoupling;
341   ((AliTRDdigitizer &) d).fTimeCoupling       = fTimeCoupling;
342   ((AliTRDdigitizer &) d).fTimeBinWidth       = fTimeBinWidth;
343   ((AliTRDdigitizer &) d).fField              = fField;
344   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFOn              = fPRFOn;
345   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFOn              = fTRFOn;
346
347   ((AliTRDdigitizer &) d).fCompress           = fCompress;
348   ((AliTRDdigitizer &) d).fVerbose            = fVerbose;
349   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigits            = fSDigits;
350   ((AliTRDdigitizer &) d).fSDigitsScale       = fSDigitsScale;
351
352   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFbin             = fPRFbin;
353   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFlo              = fPRFlo;
354   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFhi              = fPRFhi;
355   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFwid             = fPRFwid;
356   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFpad             = fPRFpad;
357   if (((AliTRDdigitizer &) d).fPRFsmp) delete ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFsmp;
358   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFsmp = new Float_t[fPRFbin];
359   for (iBin = 0; iBin < fPRFbin; iBin++) {
360     ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFsmp[iBin] = fPRFsmp[iBin];
361   }                                                                             
362   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFbin             = fTRFbin;
363   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFlo              = fTRFlo;
364   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFhi              = fTRFhi;
365   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFwid             = fTRFwid;
366   if (((AliTRDdigitizer &) d).fTRFsmp) delete ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFsmp;
367   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFsmp = new Float_t[fTRFbin];
368   for (iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
369     ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFsmp[iBin] = fTRFsmp[iBin];
370   }                                      
371                                        
372 }
373
374 //_____________________________________________________________________________
375 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t driftlength, Float_t *xyz)
376 {
377   //
378   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron
379   //
380
381   Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(driftlength);
382   Float_t sigmaT = driftSqrt * fDiffusionT;
383   Float_t sigmaL = driftSqrt * fDiffusionL;
384   xyz[0] = gRandom->Gaus(xyz[0], sigmaL * fLorentzFactor);
385   xyz[1] = gRandom->Gaus(xyz[1], sigmaT * fLorentzFactor);
386   xyz[2] = gRandom->Gaus(xyz[2], sigmaT);
387
388   return 1;
389
390 }
391
392 //_____________________________________________________________________________
393 Int_t AliTRDdigitizer::ExB(Float_t driftlength, Float_t *xyz)
394 {
395   //
396   // Applies E x B effects to the position of a single electron
397   //
398
399   xyz[0] = xyz[0];
400   xyz[1] = xyz[1] + fOmegaTau * driftlength;
401   xyz[2] = xyz[2];
402
403   return 1;
404
405 }
406
407 //_____________________________________________________________________________
408 Int_t AliTRDdigitizer::PadResponse(Float_t signal, Float_t dist, Float_t *pad)
409 {
410   //
411   // Applies the pad response
412   //
413
414   Int_t iBin =  ((Int_t) (( - dist - fPRFlo) / fPRFwid));
415
416   Int_t iBin0 = iBin - fPRFpad;
417   Int_t iBin1 = iBin;
418   Int_t iBin2 = iBin + fPRFpad;
419
420   if ((iBin0 >= 0) && (iBin2 < fPRFbin)) {
421
422     pad[0] = signal * fPRFsmp[iBin0];
423     pad[1] = signal * fPRFsmp[iBin1];
424     pad[2] = signal * fPRFsmp[iBin2];
425
426     return 1;
427
428   }
429   else {
430
431     return 0;
432
433   }
434
435 }
436
437 //_____________________________________________________________________________
438 Float_t AliTRDdigitizer::TimeResponse(Float_t time)
439 {
440   //
441   // Applies the preamp shaper time response
442   //
443
444   Int_t iBin = ((Int_t) ((time - fTRFlo) / fTRFwid)); 
445   if ((iBin >= 0) && (iBin < fTRFbin)) {
446     return fTRFsmp[iBin];
447   }
448   else {
449     return 0.0;
450   }    
451
452 }
453
454 //_____________________________________________________________________________
455 void AliTRDdigitizer::Init()
456 {
457   //
458   // Initializes the digitization procedure with standard values
459   //
460
461   // The default parameter for the digitization
462   fGasGain        = 2800.;
463   fChipGain       = 6.1;
464   fNoise          = 1000.;
465   fADCoutRange    = 1023.;          // 10-bit ADC
466   fADCinRange     = 1000.;          // 1V input range
467   fADCthreshold   = 1;
468
469   // For the summable digits
470   fSDigitsScale   = 100.;
471
472   // The drift velocity (cm / mus)
473   fDriftVelocity  = 1.5;
474
475   // Diffusion on
476   fDiffusionOn    = 1;
477
478   // E x B effects
479   fExBOn          = 0;
480
481   // Propability for electron attachment
482   fElAttachOn     = 0;
483   fElAttachProp   = 0.0;
484
485   // The pad response function
486   fPRFOn          =  1;
487
488   // The time response function
489   fTRFOn          =  1;
490
491   // The pad coupling factor (same number as for the TPC)
492   fPadCoupling    = 0.5;
493
494   // The time coupling factor (same number as for the TPC)
495   fTimeCoupling   = 0.4;
496
497 }
498
499 //_____________________________________________________________________________
500 void AliTRDdigitizer::ReInit()
501 {
502   //
503   // Reinitializes the digitization procedure after a change in the parameter
504   //
505
506   if (!fGeo) {
507     printf("AliTRDdigitizer::ReInit -- ");
508     printf("No geometry defined. Run InitDetector() first\n");
509     exit(1);
510   }
511
512   // Calculate the time bin width in ns
513   fTimeBinWidth   = fGeo->GetTimeBinSize() / fDriftVelocity * 1000.0;
514
515   // The range and the binwidth for the sampled TRF 
516   fTRFbin = 100;
517   // Start 0.2 mus before the signal
518   fTRFlo  = -0.2 * fDriftVelocity;
519   // End the maximum driftlength after the signal 
520   fTRFhi  = AliTRDgeometry::DrThick() 
521           + fGeo->GetTimeAfter() * fGeo->GetTimeBinSize();
522   fTRFwid = (fTRFhi - fTRFlo) / ((Float_t) fTRFbin);
523
524   // Transverse and longitudinal diffusion coefficients (Xe/CO2)
525   fDiffusionT     = GetDiffusionT(fDriftVelocity,fField);
526   fDiffusionL     = GetDiffusionL(fDriftVelocity,fField);
527
528   // omega * tau.= tan(Lorentz-angle)
529   fOmegaTau       = GetOmegaTau(fDriftVelocity,fField);
530
531   // The Lorentz factor
532   if (fExBOn) {
533     fLorentzFactor = 1.0 / (1.0 + fOmegaTau*fOmegaTau);
534   }
535   else {
536     fLorentzFactor = 1.0;
537   }
538
539 }
540
541 //_____________________________________________________________________________
542 void AliTRDdigitizer::SampleTRF()
543 {
544   //
545   // Samples the time response function
546   // It is defined according to Vasiles simulation of the preamp shaper
547   // output and includes the effect of the ion tail (based on Tariqs 
548   // Garfield simulation) and a shaping time of 125 ns FWHM
549   //
550
551   Int_t   ipos1;
552   Int_t   ipos2;
553   Float_t diff;
554
555   const Int_t kNpasa = 200;
556   Float_t time[kNpasa]   = {  -0.280000, -0.270000, -0.260000, -0.250000
557                             , -0.240000, -0.230000, -0.220000, -0.210000
558                             , -0.200000, -0.190000, -0.180000, -0.170000
559                             , -0.160000, -0.150000, -0.140000, -0.130000
560                             , -0.120000, -0.110000, -0.100000, -0.090000
561                             , -0.080000, -0.070000, -0.060000, -0.050000
562                             , -0.040000, -0.030000, -0.020000, -0.010000
563                             , -0.000000,  0.010000,  0.020000,  0.030000
564                             ,  0.040000,  0.050000,  0.060000,  0.070000
565                             ,  0.080000,  0.090000,  0.100000,  0.110000
566                             ,  0.120000,  0.130000,  0.140000,  0.150000
567                             ,  0.160000,  0.170000,  0.180000,  0.190000
568                             ,  0.200000,  0.210000,  0.220000,  0.230000
569                             ,  0.240000,  0.250000,  0.260000,  0.270000
570                             ,  0.280000,  0.290000,  0.300000,  0.310000
571                             ,  0.320000,  0.330000,  0.340000,  0.350000
572                             ,  0.360000,  0.370000,  0.380000,  0.390000
573                             ,  0.400000,  0.410000,  0.420000,  0.430000
574                             ,  0.440000,  0.450000,  0.460000,  0.470000
575                             ,  0.480000,  0.490000,  0.500000,  0.510000
576                             ,  0.520000,  0.530000,  0.540000,  0.550000
577                             ,  0.560000,  0.570000,  0.580000,  0.590000
578                             ,  0.600000,  0.610000,  0.620000,  0.630000
579                             ,  0.640000,  0.650000,  0.660000,  0.670000
580                             ,  0.680000,  0.690000,  0.700000,  0.710000
581                             ,  0.720000,  0.730000,  0.740000,  0.750000
582                             ,  0.760000,  0.770000,  0.780000,  0.790000
583                             ,  0.800000,  0.810000,  0.820000,  0.830000
584                             ,  0.840000,  0.850000,  0.860000,  0.870000
585                             ,  0.880000,  0.890000,  0.900000,  0.910000
586                             ,  0.920000,  0.930000,  0.940000,  0.950000
587                             ,  0.960000,  0.970000,  0.980000,  0.990000
588                             ,  1.000000,  1.010000,  1.020000,  1.030000
589                             ,  1.040000,  1.050000,  1.060000,  1.070000
590                             ,  1.080000,  1.090000,  1.100000,  1.110000
591                             ,  1.120000,  1.130000,  1.140000,  1.150000
592                             ,  1.160000,  1.170000,  1.180000,  1.190000
593                             ,  1.200000,  1.210000,  1.220000,  1.230000
594                             ,  1.240000,  1.250000,  1.260000,  1.270000
595                             ,  1.280000,  1.290000,  1.300000,  1.310000
596                             ,  1.320000,  1.330000,  1.340000,  1.350000
597                             ,  1.360000,  1.370000,  1.380000,  1.390000
598                             ,  1.400000,  1.410000,  1.420000,  1.430000
599                             ,  1.440000,  1.450000,  1.460000,  1.470000
600                             ,  1.480000,  1.490000,  1.500000,  1.510000
601                             ,  1.520000,  1.530000,  1.540000,  1.550000
602                             ,  1.560000,  1.570000,  1.580000,  1.590000
603                             ,  1.600000,  1.610000,  1.620000,  1.630000
604                             ,  1.640000,  1.650000,  1.660000,  1.670000
605                             ,  1.680000,  1.690000,  1.700000,  1.710000 };
606
607   Float_t signal[kNpasa] = {   0.000000,  0.000000,  0.000000,  0.000000 
608                             ,  0.000000,  0.000000,  0.000000,  0.000000
609                             ,  0.000000,  0.000000,  0.000000,  0.000000
610                             ,  0.000000,  0.000000,  0.000000,  0.000098
611                             ,  0.003071,  0.020056,  0.066053,  0.148346
612                             ,  0.263120,  0.398496,  0.540226,  0.674436
613                             ,  0.790977,  0.883083,  0.947744,  0.985714
614                             ,  0.999248,  0.992105,  0.967669,  0.930827
615                             ,  0.884586,  0.833083,  0.778571,  0.723684
616                             ,  0.669173,  0.617293,  0.567669,  0.521805
617                             ,  0.479699,  0.440977,  0.405639,  0.373985
618                             ,  0.345526,  0.320038,  0.297256,  0.276917
619                             ,  0.258797,  0.242632,  0.228195,  0.215301
620                             ,  0.203759,  0.193383,  0.184023,  0.175564
621                             ,  0.167895,  0.160940,  0.154549,  0.148722
622                             ,  0.143308,  0.138346,  0.133722,  0.129398
623                             ,  0.125376,  0.121617,  0.118045,  0.114699
624                             ,  0.111541,  0.108571,  0.105714,  0.103008
625                             ,  0.100414,  0.097970,  0.095602,  0.093346
626                             ,  0.091165,  0.089060,  0.087068,  0.085150
627                             ,  0.083308,  0.081541,  0.079812,  0.078158
628                             ,  0.076541,  0.075000,  0.073496,  0.072068
629                             ,  0.070677,  0.069286,  0.068008,  0.066729
630                             ,  0.065489,  0.064286,  0.063120,  0.061992
631                             ,  0.060902,  0.059850,  0.058797,  0.057820
632                             ,  0.056842,  0.055902,  0.054962,  0.054060
633                             ,  0.053158,  0.052293,  0.051466,  0.050639
634                             ,  0.049850,  0.049060,  0.048308,  0.047556
635                             ,  0.046842,  0.046128,  0.045451,  0.044774
636                             ,  0.044098,  0.043459,  0.042820,  0.042218
637                             ,  0.041617,  0.041015,  0.040451,  0.039887
638                             ,  0.039323,  0.038797,  0.038271,  0.037744
639                             ,  0.037237,  0.036744,  0.036259,  0.035786
640                             ,  0.035323,  0.034872,  0.034429,  0.033996
641                             ,  0.033575,  0.033162,  0.032756,  0.032361
642                             ,  0.031974,  0.031594,  0.031222,  0.030857
643                             ,  0.030496,  0.030143,  0.029793,  0.029451
644                             ,  0.029109,  0.028774,  0.028444,  0.028113
645                             ,  0.027793,  0.027477,  0.027165,  0.026861
646                             ,  0.026564,  0.026271,  0.025981,  0.025699
647                             ,  0.025421,  0.025147,  0.024880,  0.024613
648                             ,  0.024353,  0.024094,  0.023842,  0.023590
649                             ,  0.023346,  0.023102,  0.022865,  0.022628
650                             ,  0.022398,  0.022173,  0.021951,  0.021733
651                             ,  0.021519,  0.021308,  0.021098,  0.020891
652                             ,  0.020688,  0.020485,  0.020286,  0.020090
653                             ,  0.019895,  0.019707,  0.019519,  0.019335
654                             ,  0.019150,  0.018974,  0.018797,  0.018624
655                             ,  0.018451,  0.018282,  0.018113,  0.017947
656                             ,  0.017782,  0.017617,  0.017455,  0.017297 };
657
658   if (fTRFsmp) delete fTRFsmp;
659   fTRFsmp = new Float_t[fTRFbin];
660
661   Float_t loTRF    = TMath::Max(fTRFlo / fDriftVelocity,time[0]);
662   Float_t hiTRF    = TMath::Min(fTRFhi / fDriftVelocity,time[kNpasa-1]);
663   Float_t binWidth = (hiTRF - loTRF) / ((Float_t) fTRFbin);
664
665   // Take the linear interpolation
666   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
667
668     Float_t bin = (((Float_t) iBin) + 0.5) * binWidth + loTRF;
669     ipos1 = ipos2 = 0;
670     diff  = 0;
671     do {
672       diff = bin - time[ipos2++];
673     } while (diff > 0);
674     ipos2--;
675     if (ipos2 > kNpasa) ipos2 = kNpasa - 1;
676     ipos1 = ipos2 - 1;
677
678     fTRFsmp[iBin] = signal[ipos2] 
679                   + diff * (signal[ipos2] - signal[ipos1]) 
680                          / (  time[ipos2] -   time[ipos1]);
681
682   }
683
684 }
685
686 //_____________________________________________________________________________
687 void AliTRDdigitizer::SamplePRF()
688 {
689   //
690   // Samples the pad response function
691   //
692
693   const Int_t kPRFbin = 61;
694   Float_t prf[kPRFbin] = { 0.002340, 0.003380, 0.004900, 0.007080, 0.010220
695                          , 0.014740, 0.021160, 0.030230, 0.042800, 0.059830
696                          , 0.082030, 0.109700, 0.142550, 0.179840, 0.220610
697                          , 0.263980, 0.309180, 0.355610, 0.402790, 0.450350
698                          , 0.497930, 0.545190, 0.591740, 0.637100, 0.680610
699                          , 0.721430, 0.758400, 0.790090, 0.814720, 0.830480
700                          , 0.835930, 0.830480, 0.814710, 0.790070, 0.758390
701                          , 0.721410, 0.680590, 0.637080, 0.591730, 0.545180
702                          , 0.497920, 0.450340, 0.402790, 0.355610, 0.309190
703                          , 0.263990, 0.220630, 0.179850, 0.142570, 0.109720
704                          , 0.082040, 0.059830, 0.042820, 0.030230, 0.021170
705                          , 0.014740, 0.010230, 0.007080, 0.004900, 0.003380
706                          , 0.002340 };
707
708   fPRFlo  = -1.5;
709   fPRFhi  =  1.5;
710   fPRFbin = kPRFbin;
711   fPRFwid = (fPRFhi - fPRFlo) / ((Float_t) fPRFbin);
712   fPRFpad = ((Int_t) (1.0 / fPRFwid));
713
714   if (fPRFsmp) delete fPRFsmp;
715   fPRFsmp = new Float_t[fPRFbin];
716   for (Int_t iBin = 0; iBin < fPRFbin; iBin++) {
717     fPRFsmp[iBin] = prf[iBin];
718   }
719
720 }
721
722 //_____________________________________________________________________________
723 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(const Char_t *name, Int_t nEvent)
724 {
725   //
726   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
727   //
728
729   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
730   fInputFile = (TFile*) gROOT->GetListOfFiles()->FindObject(name);
731   if (!fInputFile) {
732     if (fVerbose > 0) {
733       printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
734       printf("Open the AliROOT-file %s.\n",name);
735     }
736     fInputFile = new TFile(name,"UPDATE");
737   }
738   else {
739     if (fVerbose > 0) {
740       printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
741       printf("%s is already open.\n",name);
742     }
743   }
744
745   gAlice = (AliRun*) fInputFile->Get("gAlice");
746   if (gAlice) {
747     if (fVerbose > 0) {
748       printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
749       printf("AliRun object found on file.\n");
750     }
751   }
752   else {
753     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
754     printf("Could not find AliRun object.\n");
755     return kFALSE;
756   }
757
758   fEvent = nEvent;
759
760   // Import the Trees for the event nEvent in the file
761   Int_t nparticles = gAlice->GetEvent(fEvent);
762   if (nparticles <= 0) {
763     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
764     printf("No entries in the trees for event %d.\n",fEvent);
765     return kFALSE;
766   }
767
768   if (InitDetector()) {
769     return MakeBranch();
770   }
771   else {
772     return kFALSE;
773   }
774
775 }
776
777 //_____________________________________________________________________________
778 Bool_t AliTRDdigitizer::InitDetector()
779 {
780   //
781   // Sets the pointer to the TRD detector and the geometry
782   //
783
784   // Get the pointer to the detector class and check for version 1
785   fTRD = (AliTRD*) gAlice->GetDetector("TRD");
786   if (fTRD->IsVersion() != 1) {
787     printf("AliTRDdigitizer::InitDetector -- ");
788     printf("TRD must be version 1 (slow simulator).\n");
789     exit(1);
790   }
791
792   // Get the geometry
793   fGeo = fTRD->GetGeometry();
794   if (fVerbose > 0) {
795     printf("AliTRDdigitizer::InitDetector -- ");
796     printf("Geometry version %d\n",fGeo->IsVersion());
797   }
798
799   // The magnetic field strength in Tesla
800   fField = 0.2 * gAlice->Field()->Factor();
801
802   // Create a digits manager
803   fDigitsManager = new AliTRDdigitsManager();
804   fDigitsManager->SetSDigits(fSDigits);
805   fDigitsManager->CreateArrays();
806   fDigitsManager->SetEvent(fEvent);
807   fDigitsManager->SetVerbose(fVerbose);
808
809   // The list for the input s-digits manager to be merged
810   fSDigitsManagerList = new TList();
811
812   ReInit();
813
814   return kTRUE;
815
816 }
817
818 //_____________________________________________________________________________
819 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeBranch(const Char_t *file)
820 {
821   // 
822   // Create the branches for the digits array
823   //
824
825   return fDigitsManager->MakeBranch(file);
826
827 }
828
829 //_____________________________________________________________________________
830 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeDigits()
831 {
832   //
833   // Creates digits.
834   //
835
836   ///////////////////////////////////////////////////////////////
837   // Parameter 
838   ///////////////////////////////////////////////////////////////
839
840   // Converts number of electrons to fC
841   const Double_t kEl2fC  = 1.602E-19 * 1.0E15; 
842
843   ///////////////////////////////////////////////////////////////
844
845   // Number of pads included in the pad response
846   const Int_t kNpad  = 3;
847
848   // Number of track dictionary arrays
849   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
850
851   // Half the width of the amplification region
852   const Float_t kAmWidth = AliTRDgeometry::AmThick() / 2.;
853
854   Int_t   iRow, iCol, iTime, iPad;
855   Int_t   iDict  = 0;
856   Int_t   nBytes = 0;
857
858   Int_t   totalSizeDigits = 0;
859   Int_t   totalSizeDict0  = 0;
860   Int_t   totalSizeDict1  = 0;
861   Int_t   totalSizeDict2  = 0;
862
863   Int_t   timeTRDbeg = 0;
864   Int_t   timeTRDend = 1;
865
866   Float_t pos[3];
867   Float_t rot[3];
868   Float_t xyz[3];
869   Float_t padSignal[kNpad];
870   Float_t signalOld[kNpad];
871
872   AliTRDdataArrayF *signals = 0;
873   AliTRDdataArrayI *digits  = 0;
874   AliTRDdataArrayI *dictionary[kNDict];
875
876   // Create a container for the amplitudes
877   AliTRDsegmentArray *signalsArray 
878                      = new AliTRDsegmentArray("AliTRDdataArrayF",AliTRDgeometry::Ndet());
879
880   if (fTRFOn) {
881     timeTRDbeg = ((Int_t) (-fTRFlo / fGeo->GetTimeBinSize())) - 1;
882     timeTRDend = ((Int_t) ( fTRFhi / fGeo->GetTimeBinSize())) - 1;
883     if (fVerbose > 0) {
884       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
885       printf("Sample the TRF between -%d and %d\n",timeTRDbeg,timeTRDend);
886     }
887   }
888
889   Float_t elAttachProp = fElAttachProp / 100.; 
890
891   // Create the sampled PRF
892   SamplePRF();
893
894   // Create the sampled TRF
895   SampleTRF();
896
897   if (!fGeo) {
898     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
899     printf("No geometry defined\n");
900     return kFALSE;
901   }
902
903   if (fVerbose > 0) {
904     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
905     printf("Start creating digits.\n");
906   }
907
908   // Get the pointer to the hit tree
909   TTree *HitTree = gAlice->TreeH();
910
911   // Get the number of entries in the hit tree
912   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
913   Int_t nTrack = (Int_t) HitTree->GetEntries();
914   if (fVerbose > 0) {
915     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
916     printf("Found %d primary particles\n",nTrack);
917   } 
918
919   Int_t detectorOld = -1;
920   Int_t countHits   =  0; 
921
922   // Loop through all entries in the tree
923   for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTrack; iTrack++) {
924
925     gAlice->ResetHits();
926     nBytes += HitTree->GetEvent(iTrack);
927
928     // Get the number of hits in the TRD created by this particle
929     Int_t nHit = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
930     if (fVerbose > 0) {
931       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
932       printf("Found %d hits for primary particle %d\n",nHit,iTrack);
933     }
934
935     // Loop through the TRD hits  
936     for (Int_t iHit = 0; iHit < nHit; iHit++) {
937
938       countHits++;
939
940       AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->Hits()->UncheckedAt(iHit);
941               pos[0]   = hit->X();
942               pos[1]   = hit->Y();
943               pos[2]   = hit->Z();
944       Float_t q        = hit->GetCharge();
945       Int_t   track    = hit->Track();
946       Int_t   detector = hit->GetDetector();
947       Int_t   plane    = fGeo->GetPlane(detector);
948       Int_t   sector   = fGeo->GetSector(detector);
949       Int_t   chamber  = fGeo->GetChamber(detector);
950
951       if (!(CheckDetector(plane,chamber,sector))) continue;
952
953       Int_t   nRowMax     = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
954       Int_t   nColMax     = fGeo->GetColMax(plane);
955       Int_t   nTimeMax    = fGeo->GetTimeMax();
956       Int_t   nTimeBefore = fGeo->GetTimeBefore();
957       Int_t   nTimeAfter  = fGeo->GetTimeAfter();
958       Int_t   nTimeTotal  = fGeo->GetTimeTotal();
959       Float_t row0        = fGeo->GetRow0(plane,chamber,sector);
960       Float_t col0        = fGeo->GetCol0(plane);
961       Float_t time0       = fGeo->GetTime0(plane);
962       Float_t rowPadSize  = fGeo->GetRowPadSize(plane,chamber,sector);
963       Float_t colPadSize  = fGeo->GetColPadSize(plane);
964       Float_t timeBinSize = fGeo->GetTimeBinSize();
965       Float_t divideRow   = 1.0 / rowPadSize;
966       Float_t divideCol   = 1.0 / colPadSize;
967       Float_t divideTime  = 1.0 / timeBinSize;
968
969       if (fVerbose > 1) {
970         printf("Analyze hit no. %d ",iHit);
971         printf("-----------------------------------------------------------\n");
972         hit->Dump();
973         printf("plane = %d, sector = %d, chamber = %d\n"
974               ,plane,sector,chamber);
975         printf("nRowMax = %d, nColMax = %d, nTimeMax = %d\n" 
976               ,nRowMax,nColMax,nTimeMax);
977         printf("nTimeBefore = %d, nTimeAfter = %d, nTimeTotal = %d\n"
978               ,nTimeBefore,nTimeAfter,nTimeTotal);
979         printf("row0 = %f, col0 = %f, time0 = %f\n"
980               ,row0,col0,time0);
981         printf("rowPadSize = %f, colPadSize = %f, timeBinSize = %f\n"
982                ,rowPadSize,colPadSize,timeBinSize); 
983       }
984        
985       // Don't analyze test hits
986       if (hit->FromTest()) continue;
987
988       if (detector != detectorOld) {
989
990         if (fVerbose > 1) {
991           printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
992           printf("Get new container. New det = %d, Old det = %d\n"
993                 ,detector,detectorOld);
994         }
995         // Compress the old one if enabled
996         if ((fCompress) && (detectorOld > -1)) {
997           if (fVerbose > 1) {
998             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
999             printf("Compress the old container ...");
1000           }
1001           signals->Compress(1,0);
1002           for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1003             dictionary[iDict]->Compress(1,0);
1004           }
1005           if (fVerbose > 1) printf("done\n");
1006         }
1007         // Get the new container
1008         signals = (AliTRDdataArrayF *) signalsArray->At(detector);
1009         if (signals->GetNtime() == 0) {
1010           // Allocate a new one if not yet existing
1011           if (fVerbose > 1) {
1012             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1013             printf("Allocate a new container ... ");
1014           }
1015           signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1016         }
1017         else {
1018           // Expand an existing one
1019           if (fCompress) {
1020             if (fVerbose > 1) {
1021               printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1022               printf("Expand an existing container ... ");
1023             }
1024             signals->Expand();
1025           }
1026         }
1027         // The same for the dictionary
1028         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {       
1029           dictionary[iDict] = fDigitsManager->GetDictionary(detector,iDict);
1030           if (dictionary[iDict]->GetNtime() == 0) {
1031             dictionary[iDict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1032           }
1033           else {
1034             if (fCompress) dictionary[iDict]->Expand();
1035           }
1036         }      
1037         if (fVerbose > 1) printf("done\n");
1038         detectorOld = detector;
1039       }
1040
1041       // Rotate the sectors on top of each other
1042       fGeo->Rotate(detector,pos,rot);
1043
1044       // The driftlength. It is negative if the hit is in the 
1045       // amplification region.
1046       Float_t driftlength = time0 - rot[0];
1047
1048       // Take also the drift in the amplification region into account
1049       // The drift length is at the moment still the same, regardless of
1050       // the position relativ to the wire. This non-isochronity needs still
1051       // to be implemented.
1052       Float_t driftlengthL = TMath::Abs(driftlength + kAmWidth);
1053       if (fExBOn) driftlengthL /= TMath::Sqrt(fLorentzFactor);
1054
1055       // Loop over all electrons of this hit
1056       // TR photons produce hits with negative charge
1057       Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
1058       for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
1059
1060         xyz[0] = rot[0];
1061         xyz[1] = rot[1];
1062         xyz[2] = rot[2];
1063
1064         // Electron attachment
1065         if (fElAttachOn) {
1066           if (gRandom->Rndm() < (driftlengthL * elAttachProp)) 
1067             continue;
1068         }
1069
1070         // Apply the diffusion smearing
1071         if (fDiffusionOn) {
1072           if (!(Diffusion(driftlengthL,xyz))) continue;
1073         }
1074
1075         // Apply E x B effects (depends on drift direction)
1076         if (fExBOn) { 
1077           if (!(ExB(driftlength+kAmWidth,xyz))) continue;   
1078         }
1079
1080         // The electron position after diffusion and ExB in pad coordinates 
1081         // The pad row (z-direction)
1082         Int_t  rowE = ((Int_t) ((xyz[2] -  row0) * divideRow));
1083         if ((rowE < 0) || (rowE >= nRowMax)) continue;   
1084
1085         // The pad column (rphi-direction)
1086         Int_t  colE = ((Int_t) ((xyz[1] -  col0) * divideCol));
1087         if ((colE < 0) || (colE >= nColMax)) continue;   
1088   
1089         // The time bin (negative for hits in the amplification region)
1090         // In the amplification region the electrons drift from both sides
1091         // to the middle (anode wire plane)
1092         Float_t timeDist   = time0 - xyz[0];
1093         Float_t timeOffset = 0;
1094         Int_t   timeE      = 0;
1095         if (timeDist > 0) {
1096           // The time bin
1097           timeE      = ((Int_t) (timeDist * divideTime));
1098           // The distance of the position to the middle of the timebin
1099           timeOffset = ((((Float_t) timeE) + 0.5) * timeBinSize) - timeDist;
1100         }
1101         else {
1102           // Difference between half of the amplification gap width and
1103           // the distance to the anode wire
1104           Float_t anodeDist = kAmWidth - TMath::Abs(timeDist + kAmWidth);
1105           // The time bin
1106           timeE      = -1 * (((Int_t ) (anodeDist * divideTime)) + 1);
1107           // The distance of the position to the middle of the timebin
1108           timeOffset = ((((Float_t) timeE) + 0.5) * timeBinSize) + anodeDist;
1109         }
1110  
1111         // Apply the gas gain including fluctuations
1112         Float_t ggRndm = 0.0;
1113         do {
1114           ggRndm = gRandom->Rndm();
1115         } while (ggRndm <= 0);
1116         Int_t signal = (Int_t) (-fGasGain * TMath::Log(ggRndm));
1117
1118         // Apply the pad response 
1119         if (fPRFOn) {
1120           // The distance of the electron to the center of the pad 
1121           // in units of pad width
1122           Float_t dist = (xyz[1] - col0 - (colE + 0.5) * colPadSize) 
1123                        * divideCol;
1124           if (!(PadResponse(signal,dist,padSignal))) continue;
1125         }
1126         else {
1127           padSignal[0] = 0.0;
1128           padSignal[1] = signal;
1129           padSignal[2] = 0.0;
1130         }
1131
1132         // Sample the time response inside the drift region
1133         // + additional time bins before and after.
1134         // The sampling is done always in the middle of the time bin
1135         for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeE-timeTRDbeg,        -nTimeBefore) 
1136                   ;iTimeBin < TMath::Min(timeE+timeTRDend,nTimeMax+nTimeAfter ) 
1137                   ;iTimeBin++) {
1138
1139           // Apply the time response
1140           Float_t timeResponse = 1.0;
1141           if (fTRFOn) {
1142             Float_t time = (iTimeBin - timeE) * timeBinSize + timeOffset;
1143             timeResponse = TimeResponse(time);
1144           }
1145
1146           signalOld[0] = 0.0;
1147           signalOld[1] = 0.0;
1148           signalOld[2] = 0.0;
1149
1150           for (iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
1151
1152             Int_t colPos = colE + iPad - 1;
1153             if (colPos <        0) continue;
1154             if (colPos >= nColMax) break;
1155
1156             // Add the signals
1157             // Note: The time bin number is shifted by nTimeBefore to avoid negative
1158             // time bins. This has to be subtracted later.
1159             Int_t iCurrentTimeBin = iTimeBin + nTimeBefore;
1160             signalOld[iPad]  = signals->GetDataUnchecked(rowE,colPos,iCurrentTimeBin);
1161             signalOld[iPad] += padSignal[iPad] * timeResponse;
1162             signals->SetDataUnchecked(rowE,colPos,iCurrentTimeBin,signalOld[iPad]);
1163
1164             // Store the track index in the dictionary
1165             // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
1166             if (signalOld[iPad] > 0) {
1167               for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1168                 Int_t oldTrack = dictionary[iDict]->GetDataUnchecked(rowE
1169                                                                     ,colPos
1170                                                                     ,iCurrentTimeBin);
1171                 if (oldTrack == track+1) break;
1172                 if (oldTrack ==       0) {
1173                   dictionary[iDict]->SetDataUnchecked(rowE,colPos,iCurrentTimeBin,track+1);
1174                   break;
1175                 }
1176               }
1177             }
1178
1179           }
1180
1181         }
1182
1183       }
1184
1185     }
1186
1187   } // All hits finished
1188
1189   if (fVerbose > 0) {
1190     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1191     printf("Finished analyzing %d hits\n",countHits);
1192   }
1193
1194   // The total conversion factor
1195   Float_t convert = kEl2fC * fPadCoupling * fTimeCoupling * fChipGain;
1196
1197   // Loop through all chambers to finalize the digits
1198   for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1199
1200     Int_t plane       = fGeo->GetPlane(iDet);
1201     Int_t sector      = fGeo->GetSector(iDet);
1202     Int_t chamber     = fGeo->GetChamber(iDet);
1203     Int_t nRowMax     = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
1204     Int_t nColMax     = fGeo->GetColMax(plane);
1205     Int_t nTimeMax    = fGeo->GetTimeMax();
1206     Int_t nTimeTotal  = fGeo->GetTimeTotal();
1207
1208     if (fVerbose > 0) {
1209       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1210       printf("Digitization for chamber %d\n",iDet);
1211     }
1212
1213     // Add a container for the digits of this detector
1214     digits = fDigitsManager->GetDigits(iDet);        
1215     // Allocate memory space for the digits buffer
1216     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1217
1218     // Get the signal container
1219     signals = (AliTRDdataArrayF *) signalsArray->At(iDet);
1220     if (signals->GetNtime() == 0) {
1221       // Create missing containers
1222       signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);      
1223     }
1224     else {
1225       // Expand the container if neccessary
1226       if (fCompress) signals->Expand();
1227     }
1228     // Create the missing dictionary containers
1229     for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {       
1230       dictionary[iDict] = fDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1231       if (dictionary[iDict]->GetNtime() == 0) {
1232         dictionary[iDict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1233       }
1234     }
1235
1236     Int_t nDigits = 0;
1237
1238     // Don't create noise in detectors that are switched off
1239     if (CheckDetector(plane,chamber,sector)) {
1240
1241       // Create the digits for this chamber
1242       for (iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1243         for (iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1244           for (iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {         
1245
1246             // Create summable digits
1247             if (fSDigits) {
1248
1249               Float_t signalAmp = signals->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1250               signalAmp *= fSDigitsScale;
1251               signalAmp  = TMath::Min(signalAmp,1.0e9);
1252               Int_t adc  = (Int_t) signalAmp;
1253               nDigits++;
1254               digits->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,adc);
1255
1256             }
1257             // Create normal digits
1258             else {
1259
1260               Float_t signalAmp = signals->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1261
1262               // Add the noise
1263               signalAmp  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signalAmp,fNoise),0.0);
1264               // Convert to mV
1265               signalAmp *= convert;
1266               // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the 
1267               // signal is larger than fADCinRange
1268               Int_t adc  = 0;
1269               if (signalAmp >= fADCinRange) {
1270                 adc = ((Int_t) fADCoutRange);
1271               }
1272               else {
1273                 adc = ((Int_t) (signalAmp * (fADCoutRange / fADCinRange)));
1274               }
1275
1276               // Store the amplitude of the digit if above threshold
1277               if (adc > fADCthreshold) {
1278                 if (fVerbose > 2) {
1279                   printf("  iRow = %d, iCol = %d, iTime = %d\n"
1280                         ,iRow,iCol,iTime);
1281                   printf("  signal = %f, adc = %d\n",signalAmp,adc);
1282                 }
1283                 nDigits++;
1284                 digits->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,adc);
1285               }
1286
1287             }
1288
1289           }
1290         }
1291       }
1292
1293     }
1294
1295     // Compress the arrays
1296     digits->Compress(1,0);
1297     for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1298       dictionary[iDict]->Compress(1,0);
1299     }
1300
1301     totalSizeDigits += digits->GetSize();
1302     totalSizeDict0  += dictionary[0]->GetSize();
1303     totalSizeDict1  += dictionary[1]->GetSize();
1304     totalSizeDict2  += dictionary[2]->GetSize();
1305
1306     Float_t nPixel = nRowMax * nColMax * nTimeMax;
1307     if (fVerbose > 0) {
1308       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1309       printf("Found %d digits in detector %d (%3.0f).\n"
1310             ,nDigits,iDet
1311             ,100.0 * ((Float_t) nDigits) / nPixel);
1312     } 
1313
1314     if (fCompress) signals->Compress(1,0);
1315
1316   }
1317
1318   if (fVerbose > 0) {
1319     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1320     printf("Total number of analyzed hits = %d\n",countHits);
1321     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
1322     printf("Total digits data size = %d, %d, %d, %d\n",totalSizeDigits
1323                                                       ,totalSizeDict0
1324                                                       ,totalSizeDict1
1325                                                       ,totalSizeDict2);        
1326   }
1327
1328   return kTRUE;
1329
1330 }
1331
1332 //_____________________________________________________________________________
1333 void AliTRDdigitizer::AddSDigitsManager(AliTRDdigitsManager *man)
1334 {
1335   //
1336   // Add a digits manager for s-digits to the input list.
1337   //
1338
1339   fSDigitsManagerList->Add(man);
1340
1341 }
1342
1343 //_____________________________________________________________________________
1344 Bool_t AliTRDdigitizer::ConvertSDigits()
1345 {
1346   //
1347   // Converts s-digits to normal digits
1348   //
1349
1350   // Number of track dictionary arrays
1351   const Int_t    kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1352
1353   // Converts number of electrons to fC
1354   const Double_t kEl2fC = 1.602E-19 * 1.0E15; 
1355
1356   Int_t iDict = 0;
1357
1358   if (fVerbose > 0) {
1359     this->Dump();
1360   }
1361
1362   Double_t sDigitsScale = 1.0 / GetSDigitsScale();
1363   Double_t noise        = GetNoise();
1364   Double_t padCoupling  = GetPadCoupling();
1365   Double_t timeCoupling = GetTimeCoupling();
1366   Double_t chipGain     = GetChipGain();
1367   Double_t convert      = kEl2fC * padCoupling * timeCoupling * chipGain;;
1368   Double_t adcInRange   = GetADCinRange();
1369   Double_t adcOutRange  = GetADCoutRange();
1370   Int_t    adcThreshold = GetADCthreshold();
1371
1372   AliTRDdataArrayI *digitsIn;
1373   AliTRDdataArrayI *digitsOut;
1374   AliTRDdataArrayI *dictionaryIn[kNDict];
1375   AliTRDdataArrayI *dictionaryOut[kNDict];
1376
1377   // Loop through the detectors
1378   for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1379
1380     if (fVerbose > 0) {
1381       printf("AliTRDdigitizer::ConvertSDigits -- ");
1382       printf("Convert detector %d to digits.\n",iDet);
1383     }
1384
1385     Int_t plane      = fGeo->GetPlane(iDet);
1386     Int_t sector     = fGeo->GetSector(iDet);
1387     Int_t chamber    = fGeo->GetChamber(iDet);
1388     Int_t nRowMax    = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
1389     Int_t nColMax    = fGeo->GetColMax(plane);
1390     Int_t nTimeTotal = fGeo->GetTimeTotal();
1391
1392     digitsIn  = fSDigitsManager->GetDigits(iDet);
1393     digitsIn->Expand();
1394     digitsOut = fDigitsManager->GetDigits(iDet);
1395     digitsOut->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1396     for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1397       dictionaryIn[iDict]  = fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1398       dictionaryIn[iDict]->Expand();
1399       dictionaryOut[iDict] = fDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1400       dictionaryOut[iDict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeTotal);
1401     }
1402
1403     for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1404       for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1405         for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {         
1406
1407           Double_t signal = (Double_t) digitsIn->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1408           signal *= sDigitsScale;
1409           // Add the noise
1410           signal  = TMath::Max((Double_t) gRandom->Gaus(signal,noise),0.0);
1411           // Convert to mV
1412           signal *= convert;
1413           // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit adcOutRange if the 
1414           // signal is larger than adcInRange
1415           Int_t adc  = 0;
1416           if (signal >= adcInRange) {
1417             adc = ((Int_t) adcOutRange);
1418           }
1419           else {
1420             adc = ((Int_t) (signal * (adcOutRange / adcInRange)));
1421           }
1422           // Store the amplitude of the digit if above threshold
1423           if (adc > adcThreshold) {
1424             digitsOut->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,adc);
1425           }
1426           // Copy the dictionary
1427           for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) { 
1428             Int_t track = dictionaryIn[iDict]->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1429             dictionaryOut[iDict]->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,track);
1430           }
1431
1432         }
1433       }
1434     }
1435
1436     if (fCompress) {
1437       digitsIn->Compress(1,0);
1438       digitsOut->Compress(1,0);
1439       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1440         dictionaryIn[iDict]->Compress(1,0);
1441         dictionaryOut[iDict]->Compress(1,0);
1442       }
1443     }
1444
1445   }    
1446
1447   return kTRUE;
1448
1449 }
1450
1451 //_____________________________________________________________________________
1452 Bool_t AliTRDdigitizer::MergeSDigits()
1453 {
1454   //
1455   // Merges the input s-digits:
1456   //   - The amplitude of the different inputs are summed up.
1457   //   - Of the track IDs from the input dictionaries only one is
1458   //     kept for each input. This works for maximal 3 different merged inputs.
1459   //
1460
1461   // Number of track dictionary arrays
1462   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::kNDict;
1463
1464   Int_t iDict = 0;
1465
1466   AliTRDdataArrayI *digitsA;
1467   AliTRDdataArrayI *digitsB;
1468   AliTRDdataArrayI *dictionaryA[kNDict];
1469   AliTRDdataArrayI *dictionaryB[kNDict];
1470
1471   // Get the first s-digits
1472   fSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) fSDigitsManagerList->First();
1473   if (!fSDigitsManager) return kFALSE;
1474
1475   // Loop through the other sets of s-digits
1476   AliTRDdigitsManager *mergeSDigitsManager;
1477   mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) 
1478                         fSDigitsManagerList->After(fSDigitsManager);
1479
1480   if (fVerbose > 0) {
1481     if (mergeSDigitsManager) {
1482       printf("AliTRDdigitizer::MergeSDigits -- ");
1483       printf("Merge serveral input files.\n");
1484     }
1485     else {
1486       printf("AliTRDdigitizer::MergeSDigits -- ");
1487       printf("Only one input file.\n");
1488     }
1489   }
1490
1491   Int_t iMerge = 0;
1492   while (mergeSDigitsManager) {
1493
1494     iMerge++;
1495
1496     // Loop through the detectors
1497     for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
1498
1499       Int_t plane      = fGeo->GetPlane(iDet);
1500       Int_t sector     = fGeo->GetSector(iDet);
1501       Int_t chamber    = fGeo->GetChamber(iDet);
1502       Int_t nRowMax    = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
1503       Int_t nColMax    = fGeo->GetColMax(plane);
1504       Int_t nTimeTotal = fGeo->GetTimeTotal();
1505
1506       // Loop through the pixels of one detector and add the signals
1507       digitsA = fSDigitsManager->GetDigits(iDet);
1508       digitsB = mergeSDigitsManager->GetDigits(iDet);
1509       digitsA->Expand();
1510       digitsB->Expand();
1511       for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1512         dictionaryA[iDict] = fSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1513         dictionaryB[iDict] = mergeSDigitsManager->GetDictionary(iDet,iDict);
1514         dictionaryA[iDict]->Expand();
1515         dictionaryB[iDict]->Expand();
1516       }
1517
1518       if (fVerbose > 0) {
1519         printf("AliTRDdigitizer::MergeSDigits -- ");
1520         printf("Merge detector %d of input no.%d.\n",iDet,iMerge);
1521       }
1522
1523       for (Int_t iRow  = 0; iRow  <  nRowMax;   iRow++ ) {
1524         for (Int_t iCol  = 0; iCol  <  nColMax;   iCol++ ) {
1525           for (Int_t iTime = 0; iTime < nTimeTotal; iTime++) {         
1526
1527             // Add the amplitudes of the summable digits 
1528             Int_t ampA = digitsA->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1529             Int_t ampB = digitsB->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1530             ampA += ampB;
1531             digitsA->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,ampA);
1532
1533             // Take only one track from each input
1534             Int_t track = dictionaryB[0]->GetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime);
1535             if (iMerge < kNDict) {
1536               dictionaryA[iMerge]->SetDataUnchecked(iRow,iCol,iTime,track);
1537             }
1538
1539           }
1540         }
1541       }
1542
1543       if (fCompress) {
1544         digitsA->Compress(1,0);
1545         digitsB->Compress(1,0);
1546         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
1547           dictionaryA[iDict]->Compress(1,0);
1548           dictionaryB[iDict]->Compress(1,0);
1549         }
1550       }
1551
1552     }    
1553
1554     // The next set of s-digits
1555     mergeSDigitsManager = (AliTRDdigitsManager *) 
1556                           fSDigitsManagerList->After(mergeSDigitsManager);
1557
1558   }
1559
1560   return kTRUE;
1561
1562 }
1563
1564 //_____________________________________________________________________________
1565 Bool_t AliTRDdigitizer::SDigits2Digits()
1566 {
1567   //
1568   // Merges the input s-digits and converts them to normal digits
1569   //
1570
1571   if (!MergeSDigits()) return kFALSE;
1572
1573   return ConvertSDigits();
1574
1575 }
1576
1577 //_____________________________________________________________________________
1578 Bool_t AliTRDdigitizer::CheckDetector(Int_t plane, Int_t chamber, Int_t sector)
1579 {
1580   //
1581   // Checks whether a detector is enabled
1582   //
1583
1584   if ((fTRD->GetSensChamber() >=       0) &&
1585       (fTRD->GetSensChamber() != chamber)) return kFALSE;
1586   if ((fTRD->GetSensPlane()   >=       0) &&
1587       (fTRD->GetSensPlane()   !=   plane)) return kFALSE;
1588   if ( fTRD->GetSensSector()  >=       0) {
1589     Int_t sens1 = fTRD->GetSensSector();
1590     Int_t sens2 = sens1 + fTRD->GetSensSectorRange();
1591     sens2 -= ((Int_t) (sens2 / AliTRDgeometry::Nsect())) 
1592            * AliTRDgeometry::Nsect();
1593     if (sens1 < sens2) {
1594       if ((sector < sens1) || (sector >= sens2)) return kFALSE;
1595     }
1596     else {
1597       if ((sector < sens1) && (sector >= sens2)) return kFALSE;
1598     }
1599   }
1600
1601   return kTRUE;
1602
1603 }
1604
1605 //_____________________________________________________________________________
1606 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits()
1607 {
1608   //
1609   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
1610   //
1611
1612   // Store the digits and the dictionary in the tree
1613   return fDigitsManager->WriteDigits();
1614
1615 }
1616
1617 //_____________________________________________________________________________
1618 Float_t AliTRDdigitizer::GetDiffusionL(Float_t vd, Float_t b)
1619 {
1620   //
1621   // Returns the longitudinal diffusion coefficient for a given drift 
1622   // velocity <vd> and a B-field <b> for Xe/CO2 (15%).
1623   // The values are according to a GARFIELD simulation.
1624   //
1625
1626   const Int_t kNb = 5;
1627   Float_t p0[kNb] = {  0.007440,  0.007493,  0.007513,  0.007672,  0.007831 };
1628   Float_t p1[kNb] = {  0.019252,  0.018912,  0.018636,  0.018012,  0.017343 };
1629   Float_t p2[kNb] = { -0.005042, -0.004926, -0.004867, -0.004650, -0.004424 };
1630   Float_t p3[kNb] = {  0.000195,  0.000189,  0.000195,  0.000182,  0.000169 };
1631
1632   Int_t ib = ((Int_t) (10 * (b - 0.15)));
1633   ib       = TMath::Max(  0,ib);
1634   ib       = TMath::Min(kNb,ib);
1635
1636   Float_t diff = p0[ib] 
1637                + p1[ib] * vd
1638                + p2[ib] * vd*vd
1639                + p3[ib] * vd*vd*vd;
1640
1641   return diff;
1642
1643 }
1644
1645 //_____________________________________________________________________________
1646 Float_t AliTRDdigitizer::GetDiffusionT(Float_t vd, Float_t b)
1647 {
1648   //
1649   // Returns the transverse diffusion coefficient for a given drift 
1650   // velocity <vd> and a B-field <b> for Xe/CO2 (15%).
1651   // The values are according to a GARFIELD simulation.
1652   //
1653
1654   const Int_t kNb = 5;
1655   Float_t p0[kNb] = {  0.009550,  0.009599,  0.009674,  0.009757,  0.009850 };
1656   Float_t p1[kNb] = {  0.006667,  0.006539,  0.006359,  0.006153,  0.005925 };
1657   Float_t p2[kNb] = { -0.000853, -0.000798, -0.000721, -0.000635, -0.000541 };
1658   Float_t p3[kNb] = {  0.000131,  0.000122,  0.000111,  0.000098,  0.000085 };
1659
1660   Int_t ib = ((Int_t) (10 * (b - 0.15)));
1661   ib       = TMath::Max(  0,ib);
1662   ib       = TMath::Min(kNb,ib);
1663
1664   Float_t diff = p0[ib] 
1665                + p1[ib] * vd
1666                + p2[ib] * vd*vd
1667                + p3[ib] * vd*vd*vd;
1668
1669   return diff;
1670
1671 }
1672
1673 //_____________________________________________________________________________
1674 Float_t AliTRDdigitizer::GetOmegaTau(Float_t vd, Float_t b)
1675 {
1676   //
1677   // Returns omega*tau (tan(Lorentz-angle)) for a given drift velocity <vd> 
1678   // and a B-field <b> for Xe/CO2 (15%).
1679   // The values are according to a GARFIELD simulation.
1680   //
1681
1682   const Int_t kNb = 5;
1683   Float_t p0[kNb] = {  0.004810,  0.007412,  0.010252,  0.013409,  0.016888 };
1684   Float_t p1[kNb] = {  0.054875,  0.081534,  0.107333,  0.131983,  0.155455 };
1685   Float_t p2[kNb] = { -0.008682, -0.012896, -0.016987, -0.020880, -0.024623 };
1686   Float_t p3[kNb] = {  0.000155,  0.000238,  0.000330,  0.000428,  0.000541 };
1687
1688   Int_t ib = ((Int_t) (10 * (b - 0.15)));
1689   ib       = TMath::Max(  0,ib);
1690   ib       = TMath::Min(kNb,ib);
1691
1692   Float_t alphaL = p0[ib] 
1693                  + p1[ib] * vd
1694                  + p2[ib] * vd*vd
1695                  + p3[ib] * vd*vd*vd;
1696
1697   return TMath::Tan(alphaL);
1698
1699 }
1700