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 AliZDCPedestals;
  48 class AliZDCCalib;
  49
  50 ClassImp(AliZDCDigitizer)
  51
  52
  53 //____________________________________________________________________________
  54 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer() :
  55   fIsCalibration(0),
  56   fPedData(0),
  57   fCalibData(0)
  58 {
  59 // Default constructor
  60
  61 }
  62
  63 //____________________________________________________________________________
  64 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(AliRunDigitizer* manager):
  65   AliDigitizer(manager),
  66   fIsCalibration(0), //By default the simulation doesn't create calib. data
  67   fPedData(GetPedData()),
  68   fCalibData(GetCalibData())
  69 {
  70   // Get calibration data
  71   if(fIsCalibration!=0) printf("\n\t AliZDCDigitizer -> Creating calibration data (pedestals)\n");
  72
  73 }
  74
  75 //____________________________________________________________________________
  76 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  77 {
  78 // Destructor
  79 // Not implemented
  80 }
  81
  82
  83 //____________________________________________________________________________
  84 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(const AliZDCDigitizer &digitizer):
  85   AliDigitizer(),
  86   fIsCalibration(digitizer.fIsCalibration),
  87   fPedData(digitizer.fPedData),
  88   fCalibData(digitizer.fCalibData)
  89 {
  90   // Copy constructor
  91
  92   for(Int_t i=0; i<6; i++){
  93      for(Int_t j=0; j<5; j++){
  94         fPMGain[i][j]   = digitizer.fPMGain[i][j];
  95      }
  96   }
  97   for(Int_t i=0; i<2; i++) fADCRes[i] = digitizer.fADCRes[i];
  98
  99 }
 100
 101 //____________________________________________________________________________
 102 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
 103 {
 104   // Initialize the digitizer
 105   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
 106    for(Int_t j = 0; j < 5; j++){
 107      fPMGain[0][j] = 50000.;
 108      fPMGain[1][j] = 100000.;
 109      fPMGain[2][j] = 100000.;
 110      fPMGain[3][j] = 50000.;
 111      fPMGain[4][j] = 100000.;
 112      fPMGain[5][j] = 100000.;
 113    }
 114    // ADC Caen V965
 115   fADCRes[0] = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
 116   fADCRes[1] = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
 117
 118   return kTRUE;
 119 }
 120
 121 //____________________________________________________________________________
 122 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 123 {
 124   // Execute digitization
 125
 126   // ------------------------------------------------------------
 127   // !!! 2nd ZDC set added
 128   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 129   // *** last 2 are copied from simulated digits
 130   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 131   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 132   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 133   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 134   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 135   // ------------------------------------------------------------
 136   Float_t pm[5][5];
 137   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 138     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 139       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 140     }
 141
 142   // ------------------------------------------------------------
 143   // ### Out of time ADC added (22 channels)
 144   // --- same codification as for signal PTMs (see above)
 145   // ------------------------------------------------------------
 146   Float_t pmoot[5][5];
 147   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 148     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 149       pmoot[iSector1][iSector2] = 0;
 150     }
 151
 152   // impact parameter and number of spectators
 153   Float_t impPar = -1;
 154   Int_t specN = 0;
 155   Int_t specP = 0;
 156
 157   // loop over input streams
 158   for(Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++){
 159
 160     // get run loader and ZDC loader
 161     AliRunLoader* runLoader =
 162       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 163     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 164     if(!loader) continue;
 165
 166     // load sdigits
 167     loader->LoadSDigits();
 168     TTree* treeS = loader->TreeS();
 169     if(!treeS) continue;
 170     AliZDCSDigit sdigit;
 171     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 172     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 173
 174     // loop over sdigits
 175     for(Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++){
 176       treeS->GetEntry(iSDigit);
 177       //
 178       if(!psdigit) continue;
 179       if((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)){
 180         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 181                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 182         continue;
 183       }
 184       //
 185       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 186       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 187           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 188           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 189       */
 190     }
 191
 192     loader->UnloadSDigits();
 193
 194     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 195     if(!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 196     AliHeader* header = runLoader->GetHeader();
 197     if(!header) continue;
 198     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 199     if(!genHeader) continue;
 200     if(!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 201     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 202     //
 203     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 204     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 205     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 206                      impPar, specN, specP));
 207     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, # generated spectator n = %d,"
 208     " # generated spectator p = %d\n", impPar, specN, specP);
 209   }
 210
 211   // add spectators
 212   if(impPar >= 0) {
 213     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 214     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 215     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 216     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 217     printf("\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 218     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 219   }
 220
 221
 222   // get the output run loader and loader
 223   AliRunLoader* runLoader =
 224     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 225   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 226   if(!loader) {
 227     AliError("no ZDC loader found");
 228     return;
 229   }
 230
 231   // create the output tree
 232   const char* mode = "update";
 233   if(runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 234   loader->LoadDigits(mode);
 235   loader->MakeTree("D");
 236   TTree* treeD = loader->TreeD();
 237   AliZDCDigit digit;
 238   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 239   const Int_t kBufferSize = 4000;
 240   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 241
 242   // Create digits
 243   Int_t sector[2];
 244   Int_t digi[2], digioot[2];
 245   for(sector[0]=1; sector[0]<6; sector[0]++){
 246     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 247         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 248         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 249            digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 250                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 251         }
 252         /*printf("\t DIGIT added -> det %d quad %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 253              sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 254         */
 255         //
 256         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 257         treeD->Fill();
 258     }
 259   } // Loop over detector
 260   // Adding in-time digits for 2 reference PTM signals (after signal ch.)
 261   // (for the moment the ref. signal is completely invented assuming a PMgain of 5*10^4!)
 262   Int_t sectorRef[2];
 263   sectorRef[1] = 5;
 264   Int_t sigRef[2];
 265   // Reference signal are set to 100 (high gain chain) and 800 (low gain chain)
 266   if(fIsCalibration==0) {sigRef[0]=100;  sigRef[1]=800;}
 267   else {sigRef[0]=0;  sigRef[1]=0;} // calibration -> simulation of pedestal values
 268   //
 269   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 270      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 271      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 272        sigRef[res] += Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 273      }
 274      /*printf("\t RefDigit added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 275          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRef[0], sigRef[1]); // Chiara debugging!
 276      */
 277      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRef);
 278      treeD->Fill();
 279   }
 280   //
 281   // --- Adding digits for out-of-time channels after signal digits
 282   for(sector[0]=1; sector[0]<6; sector[0]++){
 283     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 284         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 285         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 286            digioot[res] = Pedestal(sector[0], sector[1], res); // out-of-time ADCs
 287         }
 288         /*printf("\t DIGIToot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 289              sector[0], sector[1], digioot[0], digioot[1]); // Chiara debugging!
 290         */
 291         //
 292         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digioot);
 293         treeD->Fill();
 294     }
 295   }
 296   // Adding out-of-time digits for 2 reference PTM signals (after out-of-time ch.)
 297   Int_t sigRefoot[2];
 298   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 299      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 300      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 301        sigRefoot[res] = Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 302      }
 303      /*printf("\t RefDigitoot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 304          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRefoot[0], sigRefoot[1]); // Chiara debugging!
 305      */
 306      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRefoot);
 307      treeD->Fill();
 308   }
 309   //printf("\t AliZDCDigitizer -> TreeD has %d entries\n",(Int_t) treeD->GetEntries());
 310
 311   // write the output tree
 312   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 313   loader->UnloadDigits();
 314 }
 315
 316
 317 //_____________________________________________________________________________
 318 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 319                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 320 {
 321 // simulate fragmentation of spectators
 322
 323   AliZDCFragment frag(impPar);
 324
 325   // Fragments generation
 326   frag.GenerateIMF();
 327   Int_t nAlpha = frag.GetNalpha();
 328
 329   // Attach neutrons
 330   Int_t ztot = frag.GetZtot();
 331   Int_t ntot = frag.GetNtot();
 332   frag.AttachNeutrons();
 333   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 334   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 335   // Removing deuterons
 336   Int_t ndeu = (Int_t) (freeSpecN*frag.DeuteronNumber());
 337   freeSpecN -= ndeu;
 338   //
 339   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 340   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 341   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 342 }
 343
 344 //_____________________________________________________________________________
 345 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 346                                       Float_t pm[3][5]) const
 347 {
 348 // add signal of the spectators
 349
 350   TFile* file = NULL;
 351   if(SpecType == 1) {           // --- Signal for spectator neutrons
 352     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZNsignalntu.root");
 353   } else if(SpecType == 2) {    // --- Signal for spectator protons
 354     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZPsignalntu.root");
 355   }
 356   if(!file || !file->IsOpen()) {
 357     AliError("Opening of file failed");
 358     return;
 359   }
 360
 361   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 362   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 363
 364   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 365   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 366   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 367   if(numEvents > 125) {
 368     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 369     numEvents = 125;
 370   }
 371   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 372      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 373      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 374      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 375   }
 376   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 377   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 378   do{
 379      for(i=0; i<nentries; i++){
 380         zdcSignal->GetEvent(i);
 381         entry = zdcSignal->GetArgs();
 382         if(entry[0] == rnd[iev]){
 383           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 384           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 385           //
 386           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 387           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 388           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 389                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 390           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 391           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 392           if(volume[0] != 3) {  // ZN or ZP
 393             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 394             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 395             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 396             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 397           }
 398           else {
 399             if(volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 400             else               pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 401             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 402           }
 403         }
 404         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 405           iev++;
 406           continue;
 407         }
 408      }
 409   }while(iev<numEvents);
 410
 411   file->Close();
 412   delete file;
 413 }
 414
 415
 416 //_____________________________________________________________________________
 417 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 418                                  Int_t Res) const
 419 {
 420   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 421   Int_t vADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 422   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,vADCch);
 423
 424   return vADCch;
 425 }
 426
 427 //_____________________________________________________________________________
 428 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 429 {
 430   // Returns a pedestal for detector det, PM quad, channel with res.
 431   //
 432   Float_t pedValue;
 433   // Normal run
 434   if(fIsCalibration == 0){
 435     Int_t index=0, kNch=24;
 436     if(Quad!=5){
 437       if(Det==1)        index = Quad+kNch*Res;    // ZNC
 438       else if(Det==2)   index = (Quad+5)+kNch*Res;  // ZPC
 439       else if(Det==3)   index = (Quad+9)+kNch*Res;  // ZEM
 440       else if(Det==4)   index = (Quad+12)+kNch*Res; // ZNA
 441       else if(Det==5)   index = (Quad+17)+kNch*Res; // ZPA
 442     }
 443     else index = (Det-1)/3+22+kNch*Res; // Reference PMs
 444     //
 445     Float_t meanPed = fPedData->GetMeanPed(index);
 446     Float_t pedWidth = fPedData->GetMeanPedWidth(index);
 447     pedValue = gRandom->Gaus(meanPed,pedWidth);
 448     //
 449     /*printf("\t  AliZDCDigitizer::Pedestal -> det %d quad %d res %d - Ped[%d] = %d\n",
 450         Det, Quad, Res, index,(Int_t) pedValue); // Chiara debugging!
 451     */
 452   }
 453   // To create calibration object
 454   else{
 455     if(Res == 0) pedValue = gRandom->Gaus((35.+10.*gRandom->Rndm()),(0.5+0.2*gRandom->Rndm())); //High gain
 456     else  pedValue = gRandom->Gaus((250.+100.*gRandom->Rndm()),(3.5+2.*gRandom->Rndm())); //Low gain
 457   }
 458
 459   return (Int_t) pedValue;
 460 }
 461
 462 //_____________________________________________________________________________
 463 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 464 {
 465
 466   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 467
 468   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 469   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 470
 471   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 472      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 473      manager->SetDefaultStorage(uri);
 474      deleteManager = kTRUE;
 475   }
 476
 477   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 478
 479   if(deleteManager){
 480     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 481     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 482   }
 483
 484   return storage;
 485 }
 486
 487 //_____________________________________________________________________________
 488 AliZDCPedestals* AliZDCDigitizer::GetPedData() const
 489 {
 490
 491   // Getting pedestal calibration object for ZDC set
 492
 493   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Pedestals");
 494   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 495
 496   AliZDCPedestals *calibdata = dynamic_cast<AliZDCPedestals*>  (entry->GetObject());
 497   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 498
 499   return calibdata;
 500 }
 501
 502 //_____________________________________________________________________________
 503 AliZDCCalib* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 504 {
 505
 506   // Getting calibration object for ZDC set
 507
 508   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/EMDCalib");
 509   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 510
 511   AliZDCCalib *calibdata = dynamic_cast<AliZDCCalib*>  (entry->GetObject());
 512   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 513
 514   return calibdata;
 515 }