ZDC/AliZDCDigitizer.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 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                           //
  20 //                      ZDC digitizer class                                  //
  21 //                                                                           //
  22 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  23
  24 #include <stdlib.h>
  25
  26 // --- ROOT system
  27 #include <TTree.h>
  28 #include <TFile.h>
  29 #include <TNtuple.h>
  30 #include <TRandom.h>
  31
  32 // --- AliRoot header files
  33 #include "AliLog.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35 #include "AliHeader.h"
  36 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
  37 #include "AliRunDigitizer.h"
  38 #include "AliRunLoader.h"
  39 #include "AliZDCSDigit.h"
  40 #include "AliZDCDigit.h"
  41 #include "AliZDCFragment.h"
  42 #include "AliZDCDigitizer.h"
  43
  44 ClassImp(AliZDCDigitizer)
  45
  46
  47 //____________________________________________________________________________
  48 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer()
  49 {
  50 // Default constructor
  51
  52 }
  53
  54 //____________________________________________________________________________
  55 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  56   AliDigitizer(manager)
  57 {
  58 // Constructor
  59
  60 }
  61
  62 //____________________________________________________________________________
  63 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  64 {
  65 // Destructor
  66
  67 }
  68
  69
  70 //____________________________________________________________________________
  71 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
  72 {
  73 // Initialize the digitizer
  74
  75   for (Int_t i = 0; i < 3; i++) {
  76     for(Int_t j = 0; j < 5; j++) {
  77       fPMGain[i][j]   = 100000.;
  78     }
  79   }
  80
  81 // ADC Caen V965
  82   fADCRes[0]   = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
  83   fADCRes[1]   = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
  84
  85   return kTRUE;
  86 }
  87
  88 //____________________________________________________________________________
  89 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
  90 {
  91 // Execute digitization
  92
  93   Float_t pm[3][5];
  94   for (Int_t iSector1 = 0; iSector1 < 3; iSector1++)
  95     for (Int_t iSector2 = 0; iSector2 < 5; iSector2++) {
  96       pm[iSector1][iSector2] = 0;
  97     }
  98   // pm[0][...] = light in ZN [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
  99   // pm[1][...] = light in ZP [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 100   // pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 101
 102   // impact parameter and number of spectators
 103   Float_t impPar = -1;
 104   Int_t specN = 0;
 105   Int_t specP = 0;
 106
 107   // loop over input streams
 108   for (Int_t iInput = 0; iInput < fManager->GetNinputs(); iInput++) {
 109
 110     // get run loader and ZDC loader
 111     AliRunLoader* runLoader =
 112       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 113     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 114     if (!loader) continue;
 115
 116     // load sdigits
 117     loader->LoadSDigits();
 118     TTree* treeS = loader->TreeS();
 119     if (!treeS) continue;
 120     AliZDCSDigit sdigit;
 121     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 122     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 123
 124     // loop over sdigits
 125     for (Int_t iSDigit = 0; iSDigit < treeS->GetEntries(); iSDigit++) {
 126       treeS->GetEntry(iSDigit);
 127       if (!psdigit) continue;
 128
 129       if ((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)) {
 130         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 131                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 132         continue;
 133       }
 134       pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 135       //printf("\n\t sector[0] = %d, sector[1] = %d, pm[%d][%d] = %f \n",
 136       //          sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 137       //          sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 138     }
 139
 140     // unload sdigits
 141     loader->UnloadSDigits();
 142
 143     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 144     if (!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 145     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 146     if (!header) continue;
 147     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 148     if (!genHeader) continue;
 149     if (!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 150     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 151     // Until there is only 1 ZDC set the # of spectators must be divided by 2!!!
 152     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->Spectatorsn() / 2;
 153     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->Spectatorsp() / 2;
 154     AliDebug(2, Form("\n b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 155                      impPar, specN, specP));
 156   }
 157
 158   // add spectators
 159   if (impPar >= 0) {
 160     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 161     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 162     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 163     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 164   }
 165
 166   // get the output run loader and loader
 167   AliRunLoader* runLoader =
 168     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 169   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 170   if (!loader) {
 171     AliError("no ZDC loader found");
 172     return;
 173   }
 174
 175   // create the output tree
 176   const char* mode = "update";
 177   if (runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 178   loader->LoadDigits(mode);
 179   loader->MakeTree("D");
 180   TTree* treeD = loader->TreeD();
 181   AliZDCDigit digit;
 182   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 183   const Int_t kBufferSize = 4000;
 184   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 185
 186   // Create digits
 187   Int_t sector[2];
 188   Int_t digi[2];
 189   for (sector[0] = 1; sector[0] <= 3; sector[0]++)
 190     for (sector[1] = 0; sector[1] < 5; sector[1]++)  {
 191         if ((sector[0] == 3) && ((sector[1] < 1) || (sector[1] > 2))) continue;
 192         for (Int_t res = 0; res < 2; res++){
 193           digi[res] = Phe2ADCch(1, 0, pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 194                     + Pedestal();
 195           //printf("\n\t sector[0] = %d, sector[1] = %d, digi[%d] = %d\n",
 196           //    sector[0], sector[1], res, digi[res]); // Chiara debugging!
 197         }
 198         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 199         treeD->Fill();
 200     }
 201
 202   // write the output tree
 203   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 204   loader->UnloadDigits();
 205 }
 206
 207
 208 //_____________________________________________________________________________
 209 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 210                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 211 {
 212 // simulate fragmentation of spectators
 213
 214   Int_t zz[100], nn[100];
 215   AliZDCFragment frag(impPar);
 216   for (Int_t j=0; j<=99; j++){
 217      zz[j] =0;
 218      nn[j] =0;
 219   }
 220
 221   // Fragments generation
 222   Int_t nAlpha;
 223   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 224
 225   // Attach neutrons
 226   Int_t ztot=0;
 227   Int_t ntot=0;
 228   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 229   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 230   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 231   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 232   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 233   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 234 }
 235
 236 //_____________________________________________________________________________
 237 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 238                                       Float_t pm[3][5]) const
 239 {
 240 // add signal of the spectators
 241
 242   TFile* file = NULL;
 243   if (SpecType == 1) {          // --- Signal for spectator neutrons
 244     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZNsignalntu.root");
 245   } else if (SpecType == 2) {   // --- Signal for spectator protons
 246     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZPsignalntu.root");
 247   }
 248   if (!file || !file->IsOpen()) {
 249     AliError("Opening of file failed");
 250     return;
 251   }
 252
 253   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 254   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 255
 256   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 257   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 258   for(pl=0;pl<125;pl++){
 259      rnd[pl] = 0;
 260   }
 261   if (numEvents > 125) {
 262     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 263     numEvents = 125;
 264   }
 265   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 266      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 267      if(rnd[pl] >= 9998) rnd[pl] = 9997;
 268      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 269   }
 270   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 271   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 272   do{
 273      for(i=0; i<nentries; i++){
 274         zdcSignal->GetEvent(i);
 275         entry = zdcSignal->GetArgs();
 276         if(entry[0] == rnd[iev]){
 277           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 278           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 279
 280           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 281           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 282           AliDebug(3, Form("volume = (%d, %d), lightQ = %.3f, lightC = %.3f",
 283                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 284           if (volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
 285             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 286             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 287           } else {
 288             if (volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC;
 289             else                pm[2][2] += lightQ;
 290         }
 291
 292
 293         }
 294         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 295           iev++;
 296           continue;
 297         }
 298      }
 299   }while(iev<numEvents);
 300
 301   file->Close();
 302   delete file;
 303 }
 304
 305
 306 //_____________________________________________________________________________
 307 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 308                                  Int_t Res) const
 309 {
 310 // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 311
 312   return (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 313 }
 314
 315 //_____________________________________________________________________________
 316 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal() const
 317 {
 318   // --- Pedestal value -> extracted from a gaussian distribution
 319   // obtained from the beam test on the ZEM prototype (Aug. 2000)
 320
 321   Float_t pedMean  = 50.;
 322   Float_t pedWidth = 5.;
 323
 324   return (Int_t) gRandom->Gaus(pedMean, pedWidth);
 325 }