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 "AliCDBManager.h"
  40 #include "AliCDBEntry.h"
  41 #include "AliZDCSDigit.h"
  42 #include "AliZDCDigit.h"
  43 #include "AliZDCFragment.h"
  44 #include "AliZDCDigitizer.h"
  45
  46 class AliCDBStorage;
  47 class AliZDCCalibData;
  48
  49 ClassImp(AliZDCDigitizer)
  50
  51
  52 //____________________________________________________________________________
  53 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer()
  54 {
  55 // Default constructor
  56
  57 }
  58
  59 //____________________________________________________________________________
  60 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  61   AliDigitizer(manager)
  62 {
  63   fIsCalibration=0; //By default the simulation doesn't create calib. data
  64   // Get calibration data
  65   fCalibData = GetCalibData();
  66   if(fIsCalibration!=0) printf("\t **** AliZDCDigitizer -> Creating calibration data (pedestals)\n");
  67
  68 }
  69
  70 //____________________________________________________________________________
  71 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  72 {
  73 // Destructor
  74
  75 }
  76
  77
  78 //____________________________________________________________________________
  79 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
  80 {
  81   // Initialize the digitizer
  82   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
  83    for(Int_t j = 0; j < 5; j++){
  84      fPMGain[0][j] = 50000.;
  85      fPMGain[1][j] = 100000.;
  86      fPMGain[2][j] = 100000.;
  87      fPMGain[3][j] = 50000.;
  88      fPMGain[4][j] = 100000.;
  89      fPMGain[5][j] = 100000.;
  90    }
  91    // ADC Caen V965
  92   fADCRes[0] = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
  93   fADCRes[1] = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
  94
  95   return kTRUE;
  96 }
  97
  98 //____________________________________________________________________________
  99 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 100 {
 101   // Execute digitization
 102
 103   Float_t pm[5][5]; // !!! 2nd ZDC set added (needed for trigger purposes!)
 104   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 105   // *** last 2 are copied from simulated digits
 106   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 107   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 108   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 109   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 110   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 111
 112   for (Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 113     for (Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 114       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 115     }
 116
 117   // impact parameter and number of spectators
 118   Float_t impPar = -1;
 119   Int_t specN = 0;
 120   Int_t specP = 0;
 121
 122   // loop over input streams
 123   for (Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++){
 124
 125     // get run loader and ZDC loader
 126     AliRunLoader* runLoader =
 127       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 128     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 129     if (!loader) continue;
 130
 131     // load sdigits
 132     loader->LoadSDigits();
 133     TTree* treeS = loader->TreeS();
 134     if (!treeS) continue;
 135     AliZDCSDigit sdigit;
 136     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 137     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 138
 139     // loop over sdigits
 140     for (Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++){
 141       treeS->GetEntry(iSDigit);
 142       //
 143       if (!psdigit) continue;
 144       if ((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)){
 145         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 146                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 147         continue;
 148       }
 149       //
 150       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 151       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 152           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 153           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 154       */
 155     }
 156
 157     loader->UnloadSDigits();
 158
 159     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 160     if (!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 161     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 162     if (!header) continue;
 163     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 164     if (!genHeader) continue;
 165     if (!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 166     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 167     //
 168     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 169     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 170     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 171                      impPar, specN, specP));
 172     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n", impPar, specN, specP);
 173   }
 174
 175   // add spectators
 176   if (impPar >= 0) {
 177     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 178     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 179     printf("\n\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 180     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 181     printf("\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 182     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 183   }
 184
 185
 186   // get the output run loader and loader
 187   AliRunLoader* runLoader =
 188     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 189   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 190   if (!loader) {
 191     AliError("no ZDC loader found");
 192     return;
 193   }
 194
 195   // create the output tree
 196   const char* mode = "update";
 197   if (runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 198   loader->LoadDigits(mode);
 199   loader->MakeTree("D");
 200   TTree* treeD = loader->TreeD();
 201   AliZDCDigit digit;
 202   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 203   const Int_t kBufferSize = 4000;
 204   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 205
 206   // Create digits
 207   Int_t sector[2], sectorL[2];
 208   Int_t digi[2], digiL[2];
 209   for(sector[0]=1; sector[0]<=3; sector[0]++){
 210     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 211         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 212         for (Int_t res=0; res<2; res++){
 213            digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 214                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 215         }
 216         /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 217              sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 218         */
 219         //
 220         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 221         treeD->Fill();
 222         //
 223         // --- Adding digits for 2nd ZDC set (left side w.r.t. IP) ---
 224         // --- they are copied from right ZDC digits
 225         if(sector[0]==1 || sector[0]==2){
 226            sectorL[0] = sector[0]+3;
 227            sectorL[1] = sector[1];
 228            for (Int_t res=0; res<2; res++){
 229              digiL[res] = Phe2ADCch(sectorL[0], sectorL[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 230                     + Pedestal(sectorL[0], sectorL[1], res);
 231            }
 232            /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 233                  sectorL[0], sectorL[1], digiL[0], digiL[1]); // Chiara debugging!
 234            */
 235            //
 236            new(pdigit) AliZDCDigit(sectorL, digiL);
 237            treeD->Fill();
 238         }
 239         //
 240         //printf("\t AliZDCDigitizer -> TreeD has %d entries\n",(Int_t) treeD->GetEntries());
 241     }
 242   }
 243   // write the output tree
 244   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 245   loader->UnloadDigits();
 246 }
 247
 248
 249 //_____________________________________________________________________________
 250 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 251                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 252 {
 253 // simulate fragmentation of spectators
 254
 255   Int_t zz[100], nn[100];
 256   AliZDCFragment frag(impPar);
 257   for (Int_t j=0; j<=99; j++){
 258      zz[j] =0;
 259      nn[j] =0;
 260   }
 261
 262   // Fragments generation
 263   Int_t nAlpha;
 264   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 265
 266   // Attach neutrons
 267   Int_t ztot=0;
 268   Int_t ntot=0;
 269   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 270   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 271   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 272   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 273   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 274   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 275 }
 276
 277 //_____________________________________________________________________________
 278 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 279                                       Float_t pm[3][5]) const
 280 {
 281 // add signal of the spectators
 282
 283   TFile* file = NULL;
 284   if (SpecType == 1) {          // --- Signal for spectator neutrons
 285     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZNsignalntu.root");
 286   } else if (SpecType == 2) {   // --- Signal for spectator protons
 287     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZPsignalntu.root");
 288   }
 289   if (!file || !file->IsOpen()) {
 290     AliError("Opening of file failed");
 291     return;
 292   }
 293
 294   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 295   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 296
 297   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 298   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 299   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 300   if (numEvents > 125) {
 301     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 302     numEvents = 125;
 303   }
 304   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 305      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 306      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 307      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 308   }
 309   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 310   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 311   do{
 312      for(i=0; i<nentries; i++){
 313         zdcSignal->GetEvent(i);
 314         entry = zdcSignal->GetArgs();
 315         if(entry[0] == rnd[iev]){
 316           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 317           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 318           //
 319           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 320           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 321           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 322                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 323           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 324           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 325           if (volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
 326             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 327             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 328             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 329             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 330           }
 331           else {
 332             if (volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 333             else                pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 334             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 335           }
 336         }
 337         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 338           iev++;
 339           continue;
 340         }
 341      }
 342   }while(iev<numEvents);
 343
 344   file->Close();
 345   delete file;
 346 }
 347
 348
 349 //_____________________________________________________________________________
 350 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 351                                  Int_t Res) const
 352 {
 353   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 354   Int_t vADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 355   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,ADCch);
 356
 357   return vADCch;
 358 }
 359
 360 //_____________________________________________________________________________
 361 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 362 {
 363   // Returns a pedestal for detector det, PM quad, channel with res.
 364   //
 365   Float_t PedValue;
 366
 367   // Normal run
 368   if(fIsCalibration == 0){
 369     Float_t meanPed, Pedwidth;
 370     Int_t index=0;
 371     if(Det==1|| Det==2)         index = 10*(Det-1)+Quad+5*Res;   // ZN1, ZP1
 372     else if(Det==3)             index = 10*(Det-1)+(Quad-1)+Res; // ZEM
 373     else if(Det==4|| Det==5)    index = 10*(Det-2)+Quad+5*Res+4; // ZN2, ZP2
 374     meanPed = fCalibData->GetMeanPed(index);
 375     Pedwidth = fCalibData->GetMeanPedWidth(index);
 376     PedValue = gRandom->Gaus(meanPed,Pedwidth);
 377     //
 378     /*printf("\t Pedestal -> det = %d, quad = %d, res = %d - Ped[%d] = %d\n",
 379         Det, Quad, index,(Int_t) PedValue); // Chiara debugging!
 380     */
 381   }
 382
 383   // To create calibration object
 384   else PedValue = gRandom->Gaus((40.+10.*gRandom->Rndm()),5.);
 385
 386
 387   return (Int_t) PedValue;
 388 }
 389
 390 //_____________________________________________________________________________
 391 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 392 {
 393
 394   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 395
 396   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 397   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 398
 399   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 400      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 401      manager->SetDefaultStorage(uri);
 402      deleteManager = kTRUE;
 403   }
 404
 405   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 406
 407   if(deleteManager){
 408     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 409     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 410   }
 411
 412   return storage;
 413 }
 414
 415 //_____________________________________________________________________________
 416 AliZDCCalibData* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 417 {
 418
 419   // Getting calibration object for ZDC set
 420
 421   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Data");
 422   AliZDCCalibData *calibdata = (AliZDCCalibData*) entry->GetObject();
 423
 424   if (!calibdata)  AliWarning("No calibration data from calibration database !");
 425
 426   return calibdata;
 427 }
 428