TRD/AliTRDdigitizer.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.1.4.9  2000/10/26 17:00:22  cblume
  19 Fixed bug in CheckDetector()
  20
  21 Revision 1.1.4.8  2000/10/23 13:41:35  cblume
  22 Added protection against Log(0) in the gas gain calulation
  23
  24 Revision 1.1.4.7  2000/10/17 02:27:34  cblume
  25 Get rid of global constants
  26
  27 Revision 1.1.4.6  2000/10/16 01:16:53  cblume
  28 Changed timebin 0 to be the one closest to the readout
  29
  30 Revision 1.1.4.5  2000/10/15 23:34:29  cblume
  31 Faster version of the digitizer
  32
  33 Revision 1.1.4.4  2000/10/06 16:49:46  cblume
  34 Made Getters const
  35
  36 Revision 1.1.4.3  2000/10/04 16:34:58  cblume
  37 Replace include files by forward declarations
  38
  39 Revision 1.1.4.2  2000/09/22 14:41:10  cblume
  40 Bug fix in PRF. Included time response. New structure
  41
  42 Revision 1.10  2000/10/05 07:27:53  cblume
  43 Changes in the header-files by FCA
  44
  45 Revision 1.9  2000/10/02 21:28:19  fca
  46 Removal of useless dependecies via forward declarations
  47
  48 Revision 1.8  2000/06/09 11:10:07  cblume
  49 Compiler warnings and coding conventions, next round
  50
  51 Revision 1.7  2000/06/08 18:32:58  cblume
  52 Make code compliant to coding conventions
  53
  54 Revision 1.6  2000/06/07 16:27:32  cblume
  55 Try to remove compiler warnings on Sun and HP
  56
  57 Revision 1.5  2000/05/09 16:38:57  cblume
  58 Removed PadResponse(). Merge problem
  59
  60 Revision 1.4  2000/05/08 15:53:45  cblume
  61 Resolved merge conflict
  62
  63 Revision 1.3  2000/04/28 14:49:27  cblume
  64 Only one declaration of iDict in MakeDigits()
  65
  66 Revision 1.1.4.1  2000/05/08 14:42:04  cblume
  67 Introduced AliTRDdigitsManager
  68
  69 Revision 1.1  2000/02/28 19:00:13  cblume
  70 Add new TRD classes
  71
  72 */
  73
  74 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  75 //                                                                           //
  76 //  Creates and handles digits from TRD hits                                 //
  77 //                                                                           //
  78 //  The following effects are included:                                      //
  79 //      - Diffusion                                                          //
  80 //      - ExB effects                                                        //
  81 //      - Gas gain including fluctuations                                    //
  82 //      - Pad-response (simple Gaussian approximation)                       //
  83 //      - Electronics noise                                                  //
  84 //      - Electronics gain                                                   //
  85 //      - Digitization                                                       //
  86 //      - ADC threshold                                                      //
  87 //  The corresponding parameter can be adjusted via the various              //
  88 //  Set-functions. If these parameters are not explicitly set, default       //
  89 //  values are used (see Init-function).                                     //
  90 //  To produce digits from a root-file with TRD-hits use the                 //
  91 //  slowDigitsCreate.C macro.                                                //
  92 //                                                                           //
  93 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  94
  95 #include <stdlib.h>
  96
  97 #include <TMath.h>
  98 #include <TVector.h>
  99 #include <TRandom.h>
 100 #include <TROOT.h>
 101 #include <TTree.h>
 102 #include <TFile.h>
 103 #include <TF1.h>
 104
 105 #include "AliRun.h"
 106
 107 #include "AliTRD.h"
 108 #include "AliTRDhit.h"
 109 #include "AliTRDdigitizer.h"
 110 #include "AliTRDdataArrayI.h"
 111 #include "AliTRDdataArrayF.h"
 112 #include "AliTRDsegmentArray.h"
 113 #include "AliTRDdigitsManager.h"
 114 #include "AliTRDgeometry.h"
 115
 116 ClassImp(AliTRDdigitizer)
 117
 118 //_____________________________________________________________________________
 119 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer():TNamed()
 120 {
 121   //
 122   // AliTRDdigitizer default constructor
 123   //
 124
 125   fInputFile     = NULL;
 126   fDigits        = NULL;
 127   fTRD           = NULL;
 128   fGeo           = NULL;
 129   fPRF           = NULL;
 130   fTRF           = NULL;
 131   fTRFint        = NULL;
 132
 133   fEvent         = 0;
 134   fGasGain       = 0.0;
 135   fNoise         = 0.0;
 136   fChipGain      = 0.0;
 137   fADCoutRange   = 0.0;
 138   fADCinRange    = 0.0;
 139   fADCthreshold  = 0;
 140   fDiffusionOn   = 0;
 141   fDiffusionT    = 0.0;
 142   fDiffusionL    = 0.0;
 143   fElAttachOn    = 0;
 144   fElAttachProp  = 0.0;
 145   fExBOn         = 0;
 146   fOmegaTau      = 0.0;
 147   fPRFOn         = 0;
 148   fTRFOn         = 0;
 149   fDriftVelocity = 0.0;
 150
 151   fTRFbin        = 0;
 152   fTRFlo         = 0.0;
 153   fTRFhi         = 0.0;
 154   fTRFwid        = 0.0;
 155   fCompress      = kFALSE;
 156   fVerbose       = 1;
 157
 158 }
 159
 160 //_____________________________________________________________________________
 161 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const Text_t *name, const Text_t *title)
 162                 :TNamed(name,title)
 163 {
 164   //
 165   // AliTRDdigitizer default constructor
 166   //
 167
 168   fInputFile     = NULL;
 169   fDigits        = NULL;
 170   fTRD           = NULL;
 171   fGeo           = NULL;
 172
 173   fEvent         = 0;
 174
 175   fCompress      = kTRUE;
 176   fVerbose       = 1;
 177
 178   Init();
 179
 180 }
 181
 182 //_____________________________________________________________________________
 183 AliTRDdigitizer::AliTRDdigitizer(const AliTRDdigitizer &d)
 184 {
 185   //
 186   // AliTRDdigitizer copy constructor
 187   //
 188
 189   ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
 190
 191 }
 192
 193 //_____________________________________________________________________________
 194 AliTRDdigitizer::~AliTRDdigitizer()
 195 {
 196   //
 197   // AliTRDdigitizer destructor
 198   //
 199
 200   if (fInputFile) {
 201     fInputFile->Close();
 202     delete fInputFile;
 203   }
 204
 205   if (fDigits) {
 206     delete fDigits;
 207   }
 208
 209   if (fPRF) delete fPRF;
 210   if (fTRF) delete fTRF;
 211
 212 }
 213
 214 //_____________________________________________________________________________
 215 AliTRDdigitizer &AliTRDdigitizer::operator=(const AliTRDdigitizer &d)
 216 {
 217   //
 218   // Assignment operator
 219   //
 220
 221   if (this != &d) ((AliTRDdigitizer &) d).Copy(*this);
 222   return *this;
 223
 224 }
 225
 226 //_____________________________________________________________________________
 227 void AliTRDdigitizer::Copy(TObject &d)
 228 {
 229   //
 230   // Copy function
 231   //
 232
 233   ((AliTRDdigitizer &) d).fInputFile     = NULL;
 234   ((AliTRDdigitizer &) d).fDigits        = NULL;
 235   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRD           = NULL;
 236   ((AliTRDdigitizer &) d).fGeo           = NULL;
 237
 238   ((AliTRDdigitizer &) d).fEvent         = 0;
 239
 240   ((AliTRDdigitizer &) d).fGasGain       = fGasGain;
 241   ((AliTRDdigitizer &) d).fNoise         = fNoise;
 242   ((AliTRDdigitizer &) d).fChipGain      = fChipGain;
 243   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCoutRange   = fADCoutRange;
 244   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCinRange    = fADCinRange;
 245   ((AliTRDdigitizer &) d).fADCthreshold  = fADCthreshold;
 246   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionOn   = fDiffusionOn;
 247   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionT    = fDiffusionT;
 248   ((AliTRDdigitizer &) d).fDiffusionL    = fDiffusionL;
 249   ((AliTRDdigitizer &) d).fElAttachOn    = fElAttachOn;
 250   ((AliTRDdigitizer &) d).fElAttachProp  = fElAttachProp;
 251   ((AliTRDdigitizer &) d).fExBOn         = fExBOn;
 252   ((AliTRDdigitizer &) d).fOmegaTau      = fOmegaTau;
 253   ((AliTRDdigitizer &) d).fLorentzFactor = fLorentzFactor;
 254   ((AliTRDdigitizer &) d).fPRFOn         = fPRFOn;
 255   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFOn         = fTRFOn;
 256
 257   ((AliTRDdigitizer &) d).fCompress      = fCompress;
 258   ((AliTRDdigitizer &) d).fVerbose       = fVerbose;
 259
 260   fPRF->Copy(*((AliTRDdigitizer &) d).fPRF);
 261   fTRF->Copy(*((AliTRDdigitizer &) d).fTRF);
 262
 263   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFbin        = fTRFbin;
 264   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFlo         = fTRFlo;
 265   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFhi         = fTRFhi;
 266   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFwid        = fTRFwid;
 267   if (((AliTRDdigitizer &) d).fTRFint) delete ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFint;
 268   ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFint = new Float_t[fTRFbin];
 269   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 270     ((AliTRDdigitizer &) d).fTRFint[iBin] = fTRFint[iBin];
 271   }
 272
 273 }
 274
 275 //_____________________________________________________________________________
 276 Int_t AliTRDdigitizer::Diffusion(Float_t driftlength, Float_t *xyz)
 277 {
 278   //
 279   // Applies the diffusion smearing to the position of a single electron
 280   //
 281
 282   Float_t driftSqrt = TMath::Sqrt(driftlength);
 283   Float_t sigmaT = driftSqrt * fDiffusionT;
 284   Float_t sigmaL = driftSqrt * fDiffusionL;
 285   xyz[0] = gRandom->Gaus(xyz[0], sigmaL * fLorentzFactor);
 286   xyz[1] = gRandom->Gaus(xyz[1], sigmaT * fLorentzFactor);
 287   xyz[2] = gRandom->Gaus(xyz[2], sigmaT);
 288
 289   return 1;
 290
 291 }
 292
 293 //_____________________________________________________________________________
 294 Int_t AliTRDdigitizer::ExB(Float_t driftlength, Float_t *xyz)
 295 {
 296   //
 297   // Applies E x B effects to the position of a single electron
 298   //
 299
 300   xyz[0] = xyz[0];
 301   xyz[1] = xyz[1] + fOmegaTau * driftlength;
 302   xyz[2] = xyz[2];
 303
 304   return 1;
 305
 306 }
 307
 308 //_____________________________________________________________________________
 309 Int_t AliTRDdigitizer::PadResponse(Float_t signal, Float_t dist, Float_t *pad)
 310 {
 311   //
 312   // Applies the pad response
 313   //
 314
 315   if (fPRF) {
 316     pad[0] = TMath::Max(fPRF->Eval(-1.0 - dist,0,0) * signal,0.0);
 317     pad[1] = TMath::Max(fPRF->Eval(     - dist,0,0) * signal,0.0);
 318     pad[2] = TMath::Max(fPRF->Eval( 1.0 - dist,0,0) * signal,0.0);
 319     return 1;
 320   }
 321   else {
 322     return 0;
 323   }
 324
 325 }
 326
 327 //_____________________________________________________________________________
 328 Float_t AliTRDdigitizer::TimeResponse(Float_t time)
 329 {
 330   //
 331   // Applies the preamp shaper time response
 332   //
 333
 334   Int_t iBin = ((Int_t) ((time - fTRFlo) / fTRFwid));
 335   if ((iBin >= 0) && (iBin < fTRFbin)) {
 336     return fTRFint[iBin];
 337   }
 338   else {
 339     return 0.0;
 340   }
 341
 342 }
 343
 344 //_____________________________________________________________________________
 345 void AliTRDdigitizer::Init()
 346 {
 347   //
 348   // Initializes the digitization procedure with standard values
 349   //
 350
 351   // The default parameter for the digitization
 352   fGasGain       = 8.0E3;
 353   fNoise         = 3000.;
 354   fChipGain      = 10.;
 355   fADCoutRange   = 255.;
 356   fADCinRange    = 2000.;
 357   fADCthreshold  = 1;
 358
 359   // Transverse and longitudinal diffusion coefficients (Xe/Isobutane)
 360   fDiffusionOn   = 1;
 361   fDiffusionT    = 0.060;
 362   fDiffusionL    = 0.017;
 363
 364   // Propability for electron attachment
 365   fElAttachOn    = 0;
 366   fElAttachProp  = 0.0;
 367
 368   // E x B effects
 369   fExBOn         = 0;
 370   // omega * tau. (tau ~ 12 * 10^-12, B = 0.2T)
 371   fOmegaTau      = 17.6 * 12.0 * 0.2 * 0.01;
 372
 373   // The pad response function
 374   fPRFOn         = 1;
 375   fPRF           = new TF1("PRF","[0]*([1]+exp(-x*x/(2.0*[2])))",-3,3);
 376   fPRF->SetParameter(0, 0.8872);
 377   fPRF->SetParameter(1,-0.00573);
 378   fPRF->SetParameter(2, 0.454 * 0.454);
 379
 380   // The drift velocity (cm / mus)
 381   fDriftVelocity = 1.0;
 382
 383   // The time response function
 384   fTRFOn         = 1;
 385   Float_t loTRF  = -200.0;
 386   Float_t hiTRF  = 1000.0;
 387   fTRF           = new TF1("TRF",TRFlandau,loTRF,hiTRF,3);
 388   fTRF->SetParameter(0,  1.0 / 24.24249);
 389   fTRF->SetParameter(1,  0.0);
 390   fTRF->SetParameter(2, 25.0);
 391   fTRFbin        = 1200;
 392   fTRFlo         = loTRF * fDriftVelocity / 1000.0;
 393   fTRFhi         = hiTRF * fDriftVelocity / 1000.0;
 394   fTRFwid        = (fTRFhi - fTRFlo) / ((Float_t) fTRFbin);
 395
 396 }
 397
 398 //_____________________________________________________________________________
 399 void AliTRDdigitizer::IntegrateTRF()
 400 {
 401   //
 402   // Integrates the time response function over the time bin size
 403   //
 404
 405   if (fTRFint) delete fTRFint;
 406   fTRFint = new Float_t[fTRFbin];
 407   Float_t hiTRF   = fTRFhi                 / fDriftVelocity * 1000.0;
 408   Float_t loTRF   = fTRFlo                 / fDriftVelocity * 1000.0;
 409   Float_t timeBin = fGeo->GetTimeBinSize() / fDriftVelocity * 1000.0;
 410   Float_t binWidth = (hiTRF - loTRF) / ((Float_t) fTRFbin);
 411   for (Int_t iBin = 0; iBin < fTRFbin; iBin++) {
 412     Float_t bin = iBin * binWidth + loTRF - 0.5 * timeBin;
 413     fTRFint[iBin] = fTRF->Integral(bin,bin + timeBin);
 414   }
 415
 416 }
 417
 418 //_____________________________________________________________________________
 419 Bool_t AliTRDdigitizer::Open(const Char_t *name, Int_t nEvent)
 420 {
 421   //
 422   // Opens a ROOT-file with TRD-hits and reads in the hit-tree
 423   //
 424
 425   // Connect the AliRoot file containing Geometry, Kine, and Hits
 426   fInputFile = (TFile*) gROOT->GetListOfFiles()->FindObject(name);
 427   if (!fInputFile) {
 428     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 429     printf("Open the ALIROOT-file %s.\n",name);
 430     fInputFile = new TFile(name,"UPDATE");
 431   }
 432   else {
 433     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 434     printf("%s is already open.\n",name);
 435   }
 436
 437   gAlice = (AliRun*) fInputFile->Get("gAlice");
 438   if (gAlice) {
 439     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 440     printf("AliRun object found on file.\n");
 441   }
 442   else {
 443     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 444     printf("Could not find AliRun object.\n");
 445     return kFALSE;
 446   }
 447
 448   fEvent = nEvent;
 449
 450   // Import the Trees for the event nEvent in the file
 451   Int_t nparticles = gAlice->GetEvent(fEvent);
 452   if (nparticles <= 0) {
 453     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 454     printf("No entries in the trees for event %d.\n",fEvent);
 455     return kFALSE;
 456   }
 457
 458   return InitDetector();
 459
 460 }
 461
 462 //_____________________________________________________________________________
 463 Bool_t AliTRDdigitizer::InitDetector()
 464 {
 465   //
 466   // Sets the pointer to the TRD detector and the geometry
 467   //
 468
 469   // Get the pointer to the detector class and check for version 1
 470   fTRD = (AliTRD*) gAlice->GetDetector("TRD");
 471   if (fTRD->IsVersion() != 1) {
 472     printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 473     printf("TRD must be version 1 (slow simulator).\n");
 474     exit(1);
 475   }
 476
 477   // Get the geometry
 478   fGeo = fTRD->GetGeometry();
 479   printf("AliTRDdigitizer::Open -- ");
 480   printf("Geometry version %d\n",fGeo->IsVersion());
 481
 482   return kTRUE;
 483
 484 }
 485
 486 //_____________________________________________________________________________
 487 Bool_t AliTRDdigitizer::MakeDigits()
 488 {
 489   //
 490   // Loops through the TRD-hits and creates the digits.
 491   //
 492
 493   ///////////////////////////////////////////////////////////////
 494   // Parameter
 495   ///////////////////////////////////////////////////////////////
 496
 497   // Converts number of electrons to fC
 498   const Float_t kEl2fC  = 1.602E-19 * 1.0E15;
 499
 500   ///////////////////////////////////////////////////////////////
 501
 502   // Number of pads included in the pad response
 503   const Int_t kNpad  = 3;
 504
 505   // Number of track dictionary arrays
 506   const Int_t kNDict = AliTRDdigitsManager::NDict();
 507
 508   Int_t   iRow, iCol, iTime;
 509   Int_t   iDict;
 510   Int_t   nBytes = 0;
 511
 512   Int_t   totalSizeDigits = 0;
 513   Int_t   totalSizeDict0  = 0;
 514   Int_t   totalSizeDict1  = 0;
 515   Int_t   totalSizeDict2  = 0;
 516
 517   AliTRDdataArrayF *signals = 0;
 518   AliTRDdataArrayI *digits  = 0;
 519   AliTRDdataArrayI *dictionary[kNDict];
 520
 521   // Create a digits manager
 522   fDigits = new AliTRDdigitsManager();
 523
 524   // Create a container for the amplitudes
 525   AliTRDsegmentArray *signalsArray
 526                      = new AliTRDsegmentArray("AliTRDdataArrayF",AliTRDgeometry::Ndet());
 527
 528   if (!fGeo) {
 529     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 530     printf("No geometry defined\n");
 531     return kFALSE;
 532   }
 533
 534   printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 535   printf("Start creating digits.\n");
 536   if (fVerbose > 0) this->Dump();
 537
 538   // The Lorentz factor
 539   if (fExBOn) {
 540     fLorentzFactor = 1.0 / (1.0 + fOmegaTau*fOmegaTau);
 541   }
 542   else {
 543     fLorentzFactor = 1.0;
 544   }
 545
 546   // Create the integrated TRF
 547   IntegrateTRF();
 548
 549   // Get the pointer to the hit tree
 550   TTree *HitTree = gAlice->TreeH();
 551
 552   // Get the number of entries in the hit tree
 553   // (Number of primary particles creating a hit somewhere)
 554   Int_t nTrack = (Int_t) HitTree->GetEntries();
 555   if (fVerbose > 0) {
 556     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 557     printf("Found %d primary particles\n",nTrack);
 558   }
 559
 560   Int_t detectorOld = -1;
 561   Int_t countHits   =  0;
 562
 563   // Loop through all entries in the tree
 564   for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nTrack; iTrack++) {
 565
 566     gAlice->ResetHits();
 567     nBytes += HitTree->GetEvent(iTrack);
 568
 569     // Get the number of hits in the TRD created by this particle
 570     Int_t nHit = fTRD->Hits()->GetEntriesFast();
 571     if (fVerbose > 0) {
 572       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 573       printf("Found %d hits for primary particle %d\n",nHit,iTrack);
 574     }
 575
 576     // Loop through the TRD hits
 577     for (Int_t iHit = 0; iHit < nHit; iHit++) {
 578
 579       countHits++;
 580
 581       AliTRDhit *hit = (AliTRDhit *) fTRD->Hits()->UncheckedAt(iHit);
 582       Float_t pos[3];
 583               pos[0]   = hit->X();
 584               pos[1]   = hit->Y();
 585               pos[2]   = hit->Z();
 586       Float_t q        = hit->GetCharge();
 587       Int_t   track    = hit->Track();
 588       Int_t   detector = hit->GetDetector();
 589       Int_t   plane    = fGeo->GetPlane(detector);
 590       Int_t   sector   = fGeo->GetSector(detector);
 591       Int_t   chamber  = fGeo->GetChamber(detector);
 592
 593       if (!(CheckDetector(plane,chamber,sector))) continue;
 594
 595       Int_t   nRowMax     = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
 596       Int_t   nColMax     = fGeo->GetColMax(plane);
 597       Int_t   nTimeMax    = fGeo->GetTimeMax();
 598       Float_t row0        = fGeo->GetRow0(plane,chamber,sector);
 599       Float_t col0        = fGeo->GetCol0(plane);
 600       Float_t time0       = fGeo->GetTime0(plane);
 601       Float_t rowPadSize  = fGeo->GetRowPadSize();
 602       Float_t colPadSize  = fGeo->GetColPadSize();
 603       Float_t timeBinSize = fGeo->GetTimeBinSize();
 604
 605       if (fVerbose > 1) {
 606         printf("Analyze hit no. %d ",iHit);
 607         printf("-----------------------------------------------------------\n");
 608         hit->Dump();
 609         printf("plane = %d, sector = %d, chamber = %d\n"
 610               ,plane,sector,chamber);
 611         printf("nRowMax = %d, nColMax = %d, nTimeMax = %d\n"
 612               ,nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 613         printf("row0 = %f, col0 = %f, time0 = %f\n"
 614               ,row0,col0,time0);
 615       }
 616
 617       // Get different container if the detector has changed
 618       if (detector != detectorOld) {
 619         if (fVerbose > 1) {
 620           printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 621           printf("Get new container. New det = %d, Old det = %d\n"
 622                 ,detector,detectorOld);
 623         }
 624         // Compress the old one if enabled
 625         if ((fCompress) && (detectorOld > -1)) {
 626           if (fVerbose > 1) {
 627             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 628             printf("Compress the old container ... ");
 629           }
 630           signals->Compress(1,0);
 631           for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
 632             dictionary[iDict]->Compress(1,0);
 633           }
 634           if (fVerbose > 1) printf("done\n");
 635         }
 636         // Get the new container
 637         signals = (AliTRDdataArrayF *) signalsArray->At(detector);
 638         if (signals->GetNtime() == 0) {
 639           // Allocate a new one if not yet existing
 640           if (fVerbose > 1) {
 641             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 642             printf("Allocate a new container ... ");
 643           }
 644           signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 645         }
 646         else {
 647           // Expand an existing one
 648           if (fVerbose > 1) {
 649             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 650             printf("Expand an existing container ... ");
 651           }
 652           if (fCompress) signals->Expand();
 653         }
 654         // The same for the dictionary
 655         for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
 656           dictionary[iDict] = fDigits->GetDictionary(detector,iDict);
 657           if (dictionary[iDict]->GetNtime() == 0) {
 658             dictionary[iDict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 659           }
 660           else {
 661             if (fCompress) dictionary[iDict]->Expand();
 662           }
 663         }
 664         if (fVerbose > 1) printf("done\n");
 665         detectorOld = detector;
 666       }
 667
 668       // Rotate the sectors on top of each other
 669       Float_t rot[3];
 670       fGeo->Rotate(detector,pos,rot);
 671
 672       // The driftlength
 673       Float_t driftlength = time0 - rot[0];
 674       if ((driftlength < 0) ||
 675           (driftlength > AliTRDgeometry::DrThick())) break;
 676       Float_t driftlengthL = driftlength;
 677       if (fExBOn) driftlengthL /= TMath::Sqrt(fLorentzFactor);
 678
 679       // The hit position in pad coordinates (center pad)
 680       // The pad row (z-direction)
 681       Int_t  rowH = (Int_t) ((rot[2] -  row0) /  rowPadSize);
 682       // The pad column (rphi-direction)
 683       Int_t  colH = (Int_t) ((rot[1] -  col0) /  colPadSize);
 684       // The time bucket
 685       Int_t timeH = (Int_t) (driftlength      / timeBinSize);
 686       if (fVerbose > 1) {
 687         printf("rowH = %d, colH = %d, timeH = %d\n"
 688               ,rowH,colH,timeH);
 689       }
 690
 691       // Loop over all electrons of this hit
 692       // TR photons produce hits with negative charge
 693       Int_t nEl = ((Int_t) TMath::Abs(q));
 694       for (Int_t iEl = 0; iEl < nEl; iEl++) {
 695
 696         Float_t xyz[3];
 697         xyz[0] = rot[0];
 698         xyz[1] = rot[1];
 699         xyz[2] = rot[2];
 700
 701         // Electron attachment
 702         if (fElAttachOn) {
 703           if (gRandom->Rndm() < (driftlengthL * fElAttachProp / 100.))
 704             continue;
 705         }
 706
 707         // Apply the diffusion smearing
 708         if (fDiffusionOn) {
 709           if (!(Diffusion(driftlengthL,xyz))) continue;
 710         }
 711
 712         // Apply E x B effects
 713         if (fExBOn) {
 714           if (!(ExB(driftlength,xyz))) continue;
 715         }
 716
 717         // The electron position
 718         // The pad row (z-direction)
 719         Int_t  rowE = (Int_t) ((xyz[2] -  row0) /  rowPadSize);
 720         // The pad column (rphi-direction)
 721         Int_t  colE = (Int_t) ((xyz[1] -  col0) /  colPadSize);
 722         // The time bucket
 723         Int_t timeE = (Int_t) ((time0 - xyz[0]) / timeBinSize);
 724
 725         if (( rowE < 0) || ( rowE >=  nRowMax)) continue;
 726         if (( colE < 0) || ( colE >=  nColMax)) continue;
 727         if ((timeE < 0) || (timeE >= nTimeMax)) continue;
 728
 729         // Apply the gas gain including fluctuations
 730         Float_t ggRndm = 0.0;
 731         do {
 732           ggRndm = gRandom->Rndm();
 733         } while (ggRndm <= 0);
 734         Int_t signal = (Int_t) (-fGasGain * TMath::Log(ggRndm));
 735
 736         if (fVerbose > 2) {
 737           printf("  electron no. %d, signal = %d\n",iEl,signal);
 738           printf("  rowE = %d, colE = %d, timeE = %d\n"
 739                  ,rowE,colE,timeE);
 740         }
 741
 742         // Apply the pad response
 743         Float_t padSignal[kNpad];
 744         if (fPRFOn) {
 745           // The distance of the electron to the center of the pad
 746           // in units of pad width
 747           Float_t dist = (xyz[1] - col0 - (colE + 0.5) * colPadSize)
 748                        / colPadSize;
 749           if (!(PadResponse(signal,dist,padSignal))) continue;
 750         }
 751         else {
 752           padSignal[0] = 0.0;
 753           padSignal[1] = signal;
 754           padSignal[2] = 0.0;
 755         }
 756
 757         // The distance of the position to the beginning of the timebin
 758         Float_t timeOffset = (time0 - timeE * timeBinSize) - xyz[0];
 759         Int_t timeTRDbeg = 0;
 760         Int_t timeTRDend = 1;
 761         if (fTRFOn) {
 762           timeTRDbeg =  2;
 763           timeTRDend = 11;
 764         }
 765         for (Int_t iTimeBin = TMath::Max(timeE - timeTRDbeg,       0)
 766                  ; iTimeBin < TMath::Min(timeE + timeTRDend,nTimeMax)
 767                  ; iTimeBin++) {
 768
 769           // Apply the time response
 770           Float_t timeResponse = 1.0;
 771           if (fTRFOn) {
 772             Float_t time = (iTimeBin - timeE) * timeBinSize + timeOffset;
 773             timeResponse = TimeResponse(time);
 774           }
 775
 776           // Add the signals
 777           Float_t signalOld[kNpad] = { 0.0, 0.0, 0.0 };
 778           for (Int_t iPad = 0; iPad < kNpad; iPad++) {
 779             Int_t colPos = colE + iPad - 1;
 780             if (colPos <        0) continue;
 781             if (colPos >= nColMax) break;
 782             signalOld[iPad]  = signals->GetData(rowE,colPos,iTimeBin);
 783             signalOld[iPad] += padSignal[iPad] * timeResponse;
 784             signals->SetData(rowE,colPos,iTimeBin,signalOld[iPad]);
 785           }
 786           if (fVerbose > 3) {
 787             printf("    iTimeBin = %d, timeResponse = %f\n"
 788                   ,iTimeBin,timeResponse);
 789             printf("    pad-signal = %f, %f, %f\n"
 790                    ,signalOld[0],signalOld[1],signalOld[2]);
 791           }
 792
 793           // Store the track index in the dictionary
 794           // Note: We store index+1 in order to allow the array to be compressed
 795           for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
 796             Int_t oldTrack = dictionary[iDict]->GetData(rowE,colE,timeE);
 797             if (oldTrack == track+1) break;
 798             //if (oldTrack ==      -1) break;
 799             if (oldTrack ==       0) {
 800               dictionary[iDict]->SetData(rowE,colE,timeE,track+1);
 801               if (fVerbose > 3) {
 802                 printf("    track index = %d\n",track);
 803               }
 804               break;
 805             }
 806           }
 807           if ((fVerbose > 1) && (iDict == kNDict)) {
 808             printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 809             printf("More than three tracks for one digit!\n");
 810           }
 811
 812         }
 813
 814       }
 815
 816     }
 817
 818   } // All hits finished
 819
 820   printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 821   printf("Finished analyzing %d hits\n",countHits);
 822
 823   // Loop through all chambers to finalize the digits
 824   for (Int_t iDet = 0; iDet < AliTRDgeometry::Ndet(); iDet++) {
 825
 826     Int_t plane    = fGeo->GetPlane(iDet);
 827     Int_t sector   = fGeo->GetSector(iDet);
 828     Int_t chamber  = fGeo->GetChamber(iDet);
 829     Int_t nRowMax  = fGeo->GetRowMax(plane,chamber,sector);
 830     Int_t nColMax  = fGeo->GetColMax(plane);
 831     Int_t nTimeMax = fGeo->GetTimeMax();
 832
 833     if (!(CheckDetector(plane,chamber,sector))) continue;
 834     if (fVerbose > 0) {
 835       printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 836       printf("Digitization for chamber %d\n",iDet);
 837     }
 838
 839     // Add a container for the digits of this detector
 840     digits = fDigits->GetDigits(iDet);
 841     // Allocate memory space for the digits buffer
 842     digits->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 843
 844     // Get the signal container
 845     signals = (AliTRDdataArrayF *) signalsArray->At(iDet);
 846     if (signals->GetNtime() == 0) {
 847       // Create missing containers
 848       signals->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 849     }
 850     else {
 851       // Expand the container if neccessary
 852       if (fCompress) signals->Expand();
 853     }
 854     // Create the missing dictionary containers
 855     for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
 856       dictionary[iDict] = fDigits->GetDictionary(iDet,iDict);
 857       if (dictionary[iDict]->GetNtime() == 0) {
 858         dictionary[iDict]->Allocate(nRowMax,nColMax,nTimeMax);
 859       }
 860     }
 861
 862     Int_t nDigits = 0;
 863
 864     // Create the digits for this chamber
 865     for (iRow  = 0; iRow  <  nRowMax; iRow++ ) {
 866       for (iCol  = 0; iCol  <  nColMax; iCol++ ) {
 867         for (iTime = 0; iTime < nTimeMax; iTime++) {
 868
 869           Float_t signalAmp = signals->GetData(iRow,iCol,iTime);
 870
 871           // Add the noise
 872           signalAmp  = TMath::Max((Float_t) gRandom->Gaus(signalAmp,fNoise),0.0);
 873           // Convert to fC
 874           signalAmp *= kEl2fC;
 875           // Convert to mV
 876           signalAmp *= fChipGain;
 877           // Convert to ADC counts. Set the overflow-bit fADCoutRange if the
 878           // signal is larger than fADCinRange
 879           Int_t adc  = 0;
 880           if (signalAmp >= fADCinRange) {
 881             adc = ((Int_t) fADCoutRange);
 882           }
 883           else {
 884             adc = ((Int_t) (signalAmp * (fADCoutRange / fADCinRange)));
 885           }
 886           if (fVerbose > 2) {
 887             printf("  iRow = %d, iCol = %d, iTime = %d\n"
 888                   ,iRow,iCol,iTime);
 889             printf("  signal = %f, adc = %d\n",signalAmp,adc);
 890           }
 891
 892           // Store the amplitude of the digit if above threshold
 893           if (adc > fADCthreshold) {
 894             nDigits++;
 895             digits->SetData(iRow,iCol,iTime,adc);
 896           }
 897
 898         }
 899       }
 900     }
 901
 902     // Compress the arrays
 903     digits->Compress(1,0);
 904     for (iDict = 0; iDict < kNDict; iDict++) {
 905       dictionary[iDict]->Compress(1,0);
 906     }
 907
 908     totalSizeDigits += digits->GetSize();
 909     totalSizeDict0  += dictionary[0]->GetSize();
 910     totalSizeDict1  += dictionary[1]->GetSize();
 911     totalSizeDict2  += dictionary[2]->GetSize();
 912
 913     printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 914     printf("Found %d digits in detector %d.\n",nDigits,iDet);
 915
 916     if (fCompress) signals->Compress(1,0);
 917
 918   }
 919
 920   printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 921   printf("Total number of analyzed hits = %d\n",countHits);
 922
 923   printf("AliTRDdigitizer::MakeDigits -- ");
 924   printf("Total digits data size = %d, %d, %d, %d\n",totalSizeDigits
 925                                                     ,totalSizeDict0
 926                                                     ,totalSizeDict1
 927                                                     ,totalSizeDict2);
 928
 929   return kTRUE;
 930
 931 }
 932
 933 //_____________________________________________________________________________
 934 Bool_t AliTRDdigitizer::CheckDetector(Int_t plane, Int_t chamber, Int_t sector)
 935 {
 936   //
 937   // Checks whether a detector is enabled
 938   //
 939
 940   if ((fTRD->GetSensChamber() >=       0) &&
 941       (fTRD->GetSensChamber() != chamber)) return kFALSE;
 942   if ((fTRD->GetSensPlane()   >=       0) &&
 943       (fTRD->GetSensPlane()   !=  sector)) return kFALSE;
 944   if ( fTRD->GetSensSector()  >=       0) {
 945     Int_t sens1 = fTRD->GetSensSector();
 946     Int_t sens2 = sens1 + fTRD->GetSensSectorRange();
 947     sens2 -= ((Int_t) (sens2 / AliTRDgeometry::Nsect()))
 948            * AliTRDgeometry::Nsect();
 949     if (sens1 < sens2) {
 950       if ((sector < sens1) || (sector >= sens2)) return kFALSE;
 951     }
 952     else {
 953       if ((sector < sens1) && (sector >= sens2)) return kFALSE;
 954     }
 955   }
 956
 957   return kTRUE;
 958
 959 }
 960
 961 //_____________________________________________________________________________
 962 Bool_t AliTRDdigitizer::WriteDigits()
 963 {
 964   //
 965   // Writes out the TRD-digits and the dictionaries
 966   //
 967
 968   // Create the branches
 969   if (!(gAlice->TreeD()->GetBranch("TRDdigits"))) {
 970     if (!fDigits->MakeBranch()) return kFALSE;
 971   }
 972
 973   // Store the digits and the dictionary in the tree
 974   fDigits->WriteDigits();
 975
 976   // Write the new tree into the input file (use overwrite option)
 977   Char_t treeName[7];
 978   sprintf(treeName,"TreeD%d",fEvent);
 979   printf("AliTRDdigitizer::WriteDigits -- ");
 980   printf("Write the digits tree %s for event %d.\n"
 981         ,treeName,fEvent);
 982   gAlice->TreeD()->Write(treeName,2);
 983
 984   return kTRUE;
 985
 986 }
 987
 988 //_____________________________________________________________________________
 989 void AliTRDdigitizer::SetPRF(TF1 *prf)
 990 {
 991   //
 992   // Defines a new pad response function
 993   //
 994
 995   if (fPRF) delete fPRF;
 996   fPRF = prf;
 997
 998 }
 999
1000 //_____________________________________________________________________________
1001 void AliTRDdigitizer::SetTRF(TF1 *trf)
1002 {
1003   //
1004   // Defines a new time response function
1005   //
1006
1007   if (fTRF) delete fTRF;
1008   fTRF = trf;
1009
1010 }
1011
1012 //_____________________________________________________________________________
1013 Double_t TRFlandau(Double_t *x, Double_t *par)
1014 {
1015
1016   Double_t xx = x[0];
1017   Double_t landau = par[0] * TMath::Landau(xx,par[1],par[2]);
1018
1019   return landau;
1020
1021 }