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("\n\t AliZDCDigitizer -> Creating calibration data (pedestals)\n");
  67
  68 }
  69
  70 //____________________________________________________________________________
  71 AliZDCDigitizer::~AliZDCDigitizer()
  72 {
  73 // Destructor
  74
  75 }
  76
  77
  78 //____________________________________________________________________________
  79 AliZDCDigitizer::AliZDCDigitizer(const AliZDCDigitizer &digitizer):
  80   AliDigitizer()
  81 {
  82   // Copy constructor
  83
  84   for(Int_t i=0; i<6; i++){
  85      for(Int_t j=0; j<5; j++){
  86         fPMGain[i][j]   = digitizer.fPMGain[i][j];
  87      }
  88   }
  89   for(Int_t i=0; i<2; i++) fADCRes[i] = digitizer.fADCRes[i];
  90   fIsCalibration = digitizer.fIsCalibration;
  91   fCalibData = digitizer.fCalibData;
  92
  93 }
  94
  95 //____________________________________________________________________________
  96 Bool_t AliZDCDigitizer::Init()
  97 {
  98   // Initialize the digitizer
  99   // NB -> PM gain vs. HV & ADC resolutions will move to DCDB ***************
 100    for(Int_t j = 0; j < 5; j++){
 101      fPMGain[0][j] = 50000.;
 102      fPMGain[1][j] = 100000.;
 103      fPMGain[2][j] = 100000.;
 104      fPMGain[3][j] = 50000.;
 105      fPMGain[4][j] = 100000.;
 106      fPMGain[5][j] = 100000.;
 107    }
 108    // ADC Caen V965
 109   fADCRes[0] = 0.0000008; // ADC Resolution high gain: 200 fC/adcCh
 110   fADCRes[1] = 0.0000064; // ADC Resolution low gain:  25  fC/adcCh
 111
 112   return kTRUE;
 113 }
 114
 115 //____________________________________________________________________________
 116 void AliZDCDigitizer::Exec(Option_t* /*option*/)
 117 {
 118   // Execute digitization
 119
 120   // ------------------------------------------------------------
 121   // !!! 2nd ZDC set added
 122   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 123   // *** last 2 are copied from simulated digits
 124   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 125   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 126   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 127   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 128   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 129   // ------------------------------------------------------------
 130   Float_t pm[5][5];
 131   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 132     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 133       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 134     }
 135
 136   // ------------------------------------------------------------
 137   // ### Out of time ADC added (22 channels)
 138   // --- same codification as for signal PTMs (see above)
 139   // ------------------------------------------------------------
 140   Float_t pmoot[5][5];
 141   for(Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 142     for(Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 143       pmoot[iSector1][iSector2] = 0;
 144     }
 145
 146   // impact parameter and number of spectators
 147   Float_t impPar = -1;
 148   Int_t specN = 0;
 149   Int_t specP = 0;
 150
 151   // loop over input streams
 152   for(Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++){
 153
 154     // get run loader and ZDC loader
 155     AliRunLoader* runLoader =
 156       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 157     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 158     if(!loader) continue;
 159
 160     // load sdigits
 161     loader->LoadSDigits();
 162     TTree* treeS = loader->TreeS();
 163     if(!treeS) continue;
 164     AliZDCSDigit sdigit;
 165     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 166     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 167
 168     // loop over sdigits
 169     for(Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++){
 170       treeS->GetEntry(iSDigit);
 171       //
 172       if(!psdigit) continue;
 173       if((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)){
 174         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 175                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 176         continue;
 177       }
 178       //
 179       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 180       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 181           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 182           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 183       */
 184     }
 185
 186     loader->UnloadSDigits();
 187
 188     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 189     if(!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 190     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 191     if(!header) continue;
 192     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 193     if(!genHeader) continue;
 194     if(!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 195     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 196     //
 197     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 198     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 199     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 200                      impPar, specN, specP));
 201     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, # generated spectator n = %d,"
 202     " # generated spectator p = %d\n", impPar, specN, specP);
 203   }
 204
 205   // add spectators
 206   if(impPar >= 0) {
 207     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 208     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 209     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 210     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 211     printf("\t AliZDCDigitizer -> Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 212     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 213   }
 214
 215
 216   // get the output run loader and loader
 217   AliRunLoader* runLoader =
 218     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 219   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 220   if(!loader) {
 221     AliError("no ZDC loader found");
 222     return;
 223   }
 224
 225   // create the output tree
 226   const char* mode = "update";
 227   if(runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 228   loader->LoadDigits(mode);
 229   loader->MakeTree("D");
 230   TTree* treeD = loader->TreeD();
 231   AliZDCDigit digit;
 232   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 233   const Int_t kBufferSize = 4000;
 234   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 235
 236   // Create digits
 237   Int_t sector[2], sectorL[2];
 238   Int_t digi[2], digiL[2], digioot[2];
 239   for(sector[0]=1; sector[0]<=3; sector[0]++){
 240     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 241         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 242         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 243            digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 244                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 245         }
 246         /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 247              sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 248         */
 249         //
 250         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 251         treeD->Fill();
 252         //
 253         // --- Adding digits for 2nd ZDC set (left side w.r.t. IP) ---
 254         // --- they are copied from right ZDC digits
 255         if(sector[0]==1 || sector[0]==2){
 256            sectorL[0] = sector[0]+3;
 257            sectorL[1] = sector[1];
 258            for(Int_t res=0; res<2; res++){
 259              digiL[res] = Phe2ADCch(sectorL[0], sectorL[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 260                     + Pedestal(sectorL[0], sectorL[1], res);
 261            }
 262            /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 263                  sectorL[0], sectorL[1], digiL[0], digiL[1]); // Chiara debugging!
 264            */
 265            //
 266            new(pdigit) AliZDCDigit(sectorL, digiL);
 267            treeD->Fill();
 268         }
 269     }
 270   } // Loop over detector
 271   // Adding in-time digits for 2 reference PTM signals (after signal ch.)
 272   // (for the moment the ref. signal is completely invented assuming a PMgain of 5*10^4!)
 273   Int_t sectorRef[2];
 274   sectorRef[1] = 5;
 275   Int_t sigRef[2] = {100, 800};
 276   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 277      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 278      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 279        sigRef[res] += Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 280      }
 281      /*printf("\t RefDigit added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 282          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRef[0], sigRef[1]); // Chiara debugging!
 283      */
 284      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRef);
 285      treeD->Fill();
 286   }
 287   //
 288   // --- Adding digits for out-of-time channels after signal digits
 289   for(sector[0]=1; sector[0]<=3; sector[0]++){
 290     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 291         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 292         for(Int_t res=0; res<2; res++){
 293            digioot[res] = Pedestal(sector[0], sector[1], res); // out-of-time ADCs
 294         }
 295         /*printf("\t DIGIToot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 296              sector[0], sector[1], digioot[0], digioot[1]); // Chiara debugging!
 297         */
 298         //
 299         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digioot);
 300         treeD->Fill();
 301         //
 302         if(sector[0]==1 || sector[0]==2){
 303            sectorL[0] = sector[0]+3;
 304            sectorL[1] = sector[1];
 305            for(Int_t res=0; res<2; res++){
 306              digioot[res] = Pedestal(sectorL[0], sectorL[1], res); // out-of-time ADCs
 307            }
 308            /*printf("\t DIGIToot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 309                  sectorL[0], sectorL[1], digioot[0], digioot[1]); // Chiara debugging!
 310            */
 311            //
 312            new(pdigit) AliZDCDigit(sectorL, digioot);
 313            treeD->Fill();
 314         }
 315         //
 316     }
 317   }
 318   // Adding out-of-time digits for 2 reference PTM signals (after out-of-time ch.)
 319   Int_t sigRefoot[2];
 320   for(Int_t iref=0; iref<2; iref++){
 321      sectorRef[0] = 3*iref+1;
 322      for(Int_t res=0; res<2; res++){
 323        sigRefoot[res] = Pedestal(sectorRef[0], sectorRef[1], res);
 324      }
 325      /*printf("\t RefDigitoot added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 326          sectorRef[0], sectorRef[1], sigRefoot[0], sigRefoot[1]); // Chiara debugging!
 327      */
 328      new(pdigit) AliZDCDigit(sectorRef, sigRefoot);
 329      treeD->Fill();
 330
 331   }
 332   //printf("\t AliZDCDigitizer -> TreeD has %d entries\n",(Int_t) treeD->GetEntries());
 333
 334   // write the output tree
 335   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 336   loader->UnloadDigits();
 337 }
 338
 339
 340 //_____________________________________________________________________________
 341 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 342                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 343 {
 344 // simulate fragmentation of spectators
 345
 346   Int_t zz[100], nn[100];
 347   AliZDCFragment frag(impPar);
 348   for(Int_t j=0; j<=99; j++){
 349      zz[j] =0;
 350      nn[j] =0;
 351   }
 352
 353   // Fragments generation
 354   Int_t nAlpha;
 355   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 356
 357   // Attach neutrons
 358   Int_t ztot=0;
 359   Int_t ntot=0;
 360   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 361   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 362   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 363   // Removing deuterons
 364   Int_t ndeu = (Int_t) (frag.DeuteronNumber());
 365   freeSpecN -= ndeu;
 366   //
 367   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 368   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 369   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 370 }
 371
 372 //_____________________________________________________________________________
 373 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 374                                       Float_t pm[3][5]) const
 375 {
 376 // add signal of the spectators
 377
 378   TFile* file = NULL;
 379   if(SpecType == 1) {           // --- Signal for spectator neutrons
 380     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZNsignalntu.root");
 381   } else if(SpecType == 2) {    // --- Signal for spectator protons
 382     file = TFile::Open("$ALICE_ROOT/ZDC/ZPsignalntu.root");
 383   }
 384   if(!file || !file->IsOpen()) {
 385     AliError("Opening of file failed");
 386     return;
 387   }
 388
 389   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 390   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 391
 392   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 393   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 394   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 395   if(numEvents > 125) {
 396     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 397     numEvents = 125;
 398   }
 399   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 400      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 401      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 402      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 403   }
 404   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 405   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 406   do{
 407      for(i=0; i<nentries; i++){
 408         zdcSignal->GetEvent(i);
 409         entry = zdcSignal->GetArgs();
 410         if(entry[0] == rnd[iev]){
 411           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 412           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 413           //
 414           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 415           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 416           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 417                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 418           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 419           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 420           if(volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
 421             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 422             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 423             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 424             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 425           }
 426           else {
 427             if(volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 428             else                pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 429             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 430           }
 431         }
 432         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 433           iev++;
 434           continue;
 435         }
 436      }
 437   }while(iev<numEvents);
 438
 439   file->Close();
 440   delete file;
 441 }
 442
 443
 444 //_____________________________________________________________________________
 445 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 446                                  Int_t Res) const
 447 {
 448   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 449   Int_t vADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 450   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,ADCch);
 451
 452   return vADCch;
 453 }
 454
 455 //_____________________________________________________________________________
 456 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 457 {
 458   // Returns a pedestal for detector det, PM quad, channel with res.
 459   //
 460   Float_t PedValue;
 461
 462   // Normal run
 463   if(fIsCalibration == 0){
 464     Float_t meanPed, Pedwidth;
 465     Int_t index=0;
 466     if(Quad!=5){
 467       if(Det==1 || Det==2)      index = 10*(Det-1)+Quad+5*Res;   // ZN1, ZP1
 468       else if(Det==3)           index = 10*(Det-1)+(Quad-1)+Res; // ZEM
 469       else if(Det==4 || Det==5) index = 10*(Det-2)+Quad+5*Res+4; // ZN2, ZP2
 470     }
 471     else index = 10*(Quad-1)+(Det-1)*1/3+2*Res+4; // Reference PMs
 472     //
 473     meanPed = fCalibData->GetMeanPed(index);
 474     Pedwidth = fCalibData->GetMeanPedWidth(index);
 475     PedValue = gRandom->Gaus(meanPed,Pedwidth);
 476     //
 477     /*printf("\t Pedestal -> det = %d, quad = %d, res = %d - Ped[%d] = %d\n",
 478         Det, Quad, Res, index,(Int_t) PedValue); // Chiara debugging!
 479     */
 480   }
 481   // To create calibration object
 482   else{
 483     if(Res == 0) PedValue = gRandom->Gaus((35.+10.*gRandom->Rndm()),(0.5+0.2*gRandom->Rndm())); //High gain
 484     else  PedValue = gRandom->Gaus((250.+100.*gRandom->Rndm()),(3.5+2.*gRandom->Rndm())); //Low gain
 485   }
 486
 487   return (Int_t) PedValue;
 488 }
 489
 490 //_____________________________________________________________________________
 491 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 492 {
 493
 494   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 495
 496   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 497   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 498
 499   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 500      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 501      manager->SetDefaultStorage(uri);
 502      deleteManager = kTRUE;
 503   }
 504
 505   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 506
 507   if(deleteManager){
 508     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 509     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 510   }
 511
 512   return storage;
 513 }
 514
 515 //_____________________________________________________________________________
 516 AliZDCCalibData* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 517 {
 518
 519   // Getting calibration object for ZDC set
 520
 521   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Data");
 522   if(!entry) AliFatal("No calibration data loaded!");
 523
 524   AliZDCCalibData *calibdata = dynamic_cast<AliZDCCalibData*>  (entry->GetObject());
 525   if(!calibdata)  AliFatal("Wrong calibration object in calibration  file!");
 526
 527   return calibdata;
 528 }
 529