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