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 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   Float_t pm[5][5]; // !!! 2nd ZDC set added (needed for trigger purposes!)
 121   // *** 1st 3 arrays are digits from REAL (simulated) hits
 122   // *** last 2 are copied from simulated digits
 123   // --- pm[0][...] = light in ZN right  [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 124   // --- pm[1][...] = light in ZP right [C, Q1, Q2, Q3, Q4]
 125   // --- pm[2][...] = light in ZEM [x, 1, 2, x, x]
 126   // --- pm[3][...] = light in ZN left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 127   // --- pm[4][...] = light in ZP left [C, Q1, Q2, Q3, Q4] ->NEW!
 128
 129   for (Int_t iSector1=0; iSector1<5; iSector1++)
 130     for (Int_t iSector2=0; iSector2<5; iSector2++){
 131       pm[iSector1][iSector2] = 0;
 132     }
 133
 134   // impact parameter and number of spectators
 135   Float_t impPar = -1;
 136   Int_t specN = 0;
 137   Int_t specP = 0;
 138
 139   // loop over input streams
 140   for (Int_t iInput = 0; iInput<fManager->GetNinputs(); iInput++){
 141
 142     // get run loader and ZDC loader
 143     AliRunLoader* runLoader =
 144       AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetInputFolderName(iInput));
 145     AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 146     if (!loader) continue;
 147
 148     // load sdigits
 149     loader->LoadSDigits();
 150     TTree* treeS = loader->TreeS();
 151     if (!treeS) continue;
 152     AliZDCSDigit sdigit;
 153     AliZDCSDigit* psdigit = &sdigit;
 154     treeS->SetBranchAddress("ZDC", &psdigit);
 155
 156     // loop over sdigits
 157     for (Int_t iSDigit=0; iSDigit<treeS->GetEntries(); iSDigit++){
 158       treeS->GetEntry(iSDigit);
 159       //
 160       if (!psdigit) continue;
 161       if ((sdigit.GetSector(1) < 0) || (sdigit.GetSector(1) > 4)){
 162         AliError(Form("\nsector[0] = %d, sector[1] = %d\n",
 163                       sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1)));
 164         continue;
 165       }
 166       //
 167       pm[(sdigit.GetSector(0))-1][sdigit.GetSector(1)] += sdigit.GetLightPM();
 168       /*printf("\n\t Detector %d, Tower %d -> pm[%d][%d] = %.0f \n",
 169           sdigit.GetSector(0), sdigit.GetSector(1),sdigit.GetSector(0)-1,
 170           sdigit.GetSector(1), pm[sdigit.GetSector(0)-1][sdigit.GetSector(1)]); // Chiara debugging!
 171       */
 172     }
 173
 174     loader->UnloadSDigits();
 175
 176     // get the impact parameter and the number of spectators in case of hijing
 177     if (!runLoader->GetAliRun()) runLoader->LoadgAlice();
 178     AliHeader* header = runLoader->GetAliRun()->GetHeader();
 179     if (!header) continue;
 180     AliGenEventHeader* genHeader = header->GenEventHeader();
 181     if (!genHeader) continue;
 182     if (!genHeader->InheritsFrom(AliGenHijingEventHeader::Class())) continue;
 183     impPar = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ImpactParameter();
 184     //
 185     specN = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsn();
 186     specP = ((AliGenHijingEventHeader*) genHeader)->ProjSpectatorsp();
 187     AliDebug(2, Form("\n AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n",
 188                      impPar, specN, specP));
 189     printf("\n\t AliZDCDigitizer -> b = %f fm, Nspecn = %d, Nspecp = %d\n", impPar, specN, specP);
 190   }
 191
 192   // add spectators
 193   if (impPar >= 0) {
 194     Int_t freeSpecN, freeSpecP;
 195     Fragmentation(impPar, specN, specP, freeSpecN, freeSpecP);
 196     printf("\n\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator n\n",freeSpecN);
 197     SpectatorSignal(1, freeSpecN, pm);
 198     printf("\t AliZDCDigitizer ---- Adding signal for %d free spectator p\n\n",freeSpecP);
 199     SpectatorSignal(2, freeSpecP, pm);
 200   }
 201
 202
 203   // get the output run loader and loader
 204   AliRunLoader* runLoader =
 205     AliRunLoader::GetRunLoader(fManager->GetOutputFolderName());
 206   AliLoader* loader = runLoader->GetLoader("ZDCLoader");
 207   if (!loader) {
 208     AliError("no ZDC loader found");
 209     return;
 210   }
 211
 212   // create the output tree
 213   const char* mode = "update";
 214   if (runLoader->GetEventNumber() == 0) mode = "recreate";
 215   loader->LoadDigits(mode);
 216   loader->MakeTree("D");
 217   TTree* treeD = loader->TreeD();
 218   AliZDCDigit digit;
 219   AliZDCDigit* pdigit = &digit;
 220   const Int_t kBufferSize = 4000;
 221   treeD->Branch("ZDC", "AliZDCDigit", &pdigit, kBufferSize);
 222
 223   // Create digits
 224   Int_t sector[2], sectorL[2];
 225   Int_t digi[2], digiL[2];
 226   for(sector[0]=1; sector[0]<=3; sector[0]++){
 227     for(sector[1]=0; sector[1]<5; sector[1]++){
 228         if((sector[0]==3) && ((sector[1]<1) || (sector[1]>2))) continue;
 229         for (Int_t res=0; res<2; res++){
 230            digi[res] = Phe2ADCch(sector[0], sector[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 231                     + Pedestal(sector[0], sector[1], res);
 232         }
 233         /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 234              sector[0], sector[1], digi[0], digi[1]); // Chiara debugging!
 235         */
 236         //
 237         new(pdigit) AliZDCDigit(sector, digi);
 238         treeD->Fill();
 239         //
 240         // --- Adding digits for 2nd ZDC set (left side w.r.t. IP) ---
 241         // --- they are copied from right ZDC digits
 242         if(sector[0]==1 || sector[0]==2){
 243            sectorL[0] = sector[0]+3;
 244            sectorL[1] = sector[1];
 245            for (Int_t res=0; res<2; res++){
 246              digiL[res] = Phe2ADCch(sectorL[0], sectorL[1], pm[sector[0]-1][sector[1]], res)
 247                     + Pedestal(sectorL[0], sectorL[1], res);
 248            }
 249            /*printf("\t DIGIT added -> det = %d, quad = %d - digi[0,1] = [%d, %d]\n",
 250                  sectorL[0], sectorL[1], digiL[0], digiL[1]); // Chiara debugging!
 251            */
 252            //
 253            new(pdigit) AliZDCDigit(sectorL, digiL);
 254            treeD->Fill();
 255         }
 256         //
 257         //printf("\t AliZDCDigitizer -> TreeD has %d entries\n",(Int_t) treeD->GetEntries());
 258     }
 259   }
 260   // write the output tree
 261   loader->WriteDigits("OVERWRITE");
 262   loader->UnloadDigits();
 263 }
 264
 265
 266 //_____________________________________________________________________________
 267 void AliZDCDigitizer::Fragmentation(Float_t impPar, Int_t specN, Int_t specP,
 268                                     Int_t &freeSpecN, Int_t &freeSpecP) const
 269 {
 270 // simulate fragmentation of spectators
 271
 272   Int_t zz[100], nn[100];
 273   AliZDCFragment frag(impPar);
 274   for (Int_t j=0; j<=99; j++){
 275      zz[j] =0;
 276      nn[j] =0;
 277   }
 278
 279   // Fragments generation
 280   Int_t nAlpha;
 281   frag.GenerateIMF(zz, nAlpha);
 282
 283   // Attach neutrons
 284   Int_t ztot=0;
 285   Int_t ntot=0;
 286   frag.AttachNeutrons(zz, nn, ztot, ntot);
 287   freeSpecN = specN-ntot-2*nAlpha;
 288   freeSpecP = specP-ztot-2*nAlpha;
 289   if(freeSpecN<0) freeSpecN=0;
 290   if(freeSpecP<0) freeSpecP=0;
 291   AliDebug(2, Form("FreeSpn = %d, FreeSpp = %d", freeSpecN, freeSpecP));
 292 }
 293
 294 //_____________________________________________________________________________
 295 void AliZDCDigitizer::SpectatorSignal(Int_t SpecType, Int_t numEvents,
 296                                       Float_t pm[3][5]) const
 297 {
 298 // add signal of the spectators
 299
 300   TFile* file = NULL;
 301   if (SpecType == 1) {          // --- Signal for spectator neutrons
 302     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZNsignalntu.root");
 303   } else if (SpecType == 2) {   // --- Signal for spectator protons
 304     file = TFile::Open("$ALICE/$ALICE_LEVEL/ZDC/ZPsignalntu.root");
 305   }
 306   if (!file || !file->IsOpen()) {
 307     AliError("Opening of file failed");
 308     return;
 309   }
 310
 311   TNtuple* zdcSignal = (TNtuple*) file->Get("ZDCSignal");
 312   Int_t nentries = (Int_t) zdcSignal->GetEntries();
 313
 314   Float_t *entry, hitsSpec[7];
 315   Int_t pl, i, j, k, iev=0, rnd[125], volume[2];
 316   for(pl=0;pl<125;pl++) rnd[pl] = 0;
 317   if (numEvents > 125) {
 318     AliWarning(Form("numEvents (%d) is larger than 125", numEvents));
 319     numEvents = 125;
 320   }
 321   for(pl=0;pl<numEvents;pl++){
 322      rnd[pl] = (Int_t) (9999*gRandom->Rndm());
 323      if(rnd[pl] >= 9999) rnd[pl] = 9998;
 324      //printf(" rnd[%d] = %d\n",pl,rnd[pl]);
 325   }
 326   // Sorting vector in ascending order with C function QSORT
 327   qsort((void*)rnd,numEvents,sizeof(Int_t),comp);
 328   do{
 329      for(i=0; i<nentries; i++){
 330         zdcSignal->GetEvent(i);
 331         entry = zdcSignal->GetArgs();
 332         if(entry[0] == rnd[iev]){
 333           for(k=0; k<2; k++) volume[k] = (Int_t) entry[k+1];
 334           for(j=0; j<7; j++) hitsSpec[j] = entry[j+3];
 335           //
 336           Float_t lightQ = hitsSpec[4];
 337           Float_t lightC = hitsSpec[5];
 338           AliDebug(3, Form("SpectatorSignal -> vol = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 339                            volume[0], volume[1], lightQ, lightC));
 340           //printf("\n   Volume = (%d, %d), lightQ = %.0f, lightC = %.0f",
 341           //                 volume[0], volume[1], lightQ, lightC);
 342           if (volume[0] < 3) {  // ZN or ZP
 343             pm[volume[0]-1][0] += lightC;
 344             pm[volume[0]-1][volume[1]] += lightQ;
 345             //printf("\n   pm[%d][0] = %.0f, pm[%d][%d] = %.0f\n",(volume[0]-1),pm[volume[0]-1][0],
 346             //  (volume[0]-1),volume[1],pm[volume[0]-1][volume[1]]);
 347           }
 348           else {
 349             if (volume[1] == 1) pm[2][1] += lightC; // ZEM 1
 350             else                pm[2][2] += lightQ; // ZEM 2
 351             //printf("\n   pm[2][1] = %.0f, pm[2][2] = %.0f\n",pm[2][1],pm[2][2]);
 352           }
 353         }
 354         else if(entry[0] > rnd[iev]){
 355           iev++;
 356           continue;
 357         }
 358      }
 359   }while(iev<numEvents);
 360
 361   file->Close();
 362   delete file;
 363 }
 364
 365
 366 //_____________________________________________________________________________
 367 Int_t AliZDCDigitizer::Phe2ADCch(Int_t Det, Int_t Quad, Float_t Light,
 368                                  Int_t Res) const
 369 {
 370   // Evaluation of the ADC channel corresponding to the light yield Light
 371   Int_t vADCch = (Int_t) (Light * fPMGain[Det-1][Quad] * fADCRes[Res]);
 372   //printf("\t Phe2ADCch -> det %d quad %d - phe %.0f  ADC %d\n", Det,Quad,Light,ADCch);
 373
 374   return vADCch;
 375 }
 376
 377 //_____________________________________________________________________________
 378 Int_t AliZDCDigitizer::Pedestal(Int_t Det, Int_t Quad, Int_t Res) const
 379 {
 380   // Returns a pedestal for detector det, PM quad, channel with res.
 381   //
 382   Float_t PedValue;
 383
 384   // Normal run
 385   if(fIsCalibration == 0){
 386     Float_t meanPed, Pedwidth;
 387     Int_t index=0;
 388     if(Det==1|| Det==2)         index = 10*(Det-1)+Quad+5*Res;   // ZN1, ZP1
 389     else if(Det==3)             index = 10*(Det-1)+(Quad-1)+Res; // ZEM
 390     else if(Det==4|| Det==5)    index = 10*(Det-2)+Quad+5*Res+4; // ZN2, ZP2
 391     meanPed = fCalibData->GetMeanPed(index);
 392     Pedwidth = fCalibData->GetMeanPedWidth(index);
 393     PedValue = gRandom->Gaus(meanPed,Pedwidth);
 394     //
 395     /*printf("\t Pedestal -> det = %d, quad = %d, res = %d - Ped[%d] = %d\n",
 396         Det, Quad, index,(Int_t) PedValue); // Chiara debugging!
 397     */
 398   }
 399
 400   // To create calibration object
 401   else PedValue = gRandom->Gaus((40.+10.*gRandom->Rndm()),5.);
 402
 403
 404   return (Int_t) PedValue;
 405 }
 406
 407 //_____________________________________________________________________________
 408 AliCDBStorage* AliZDCDigitizer::SetStorage(const char *uri)
 409 {
 410
 411   Bool_t deleteManager = kFALSE;
 412
 413   AliCDBManager *manager = AliCDBManager::Instance();
 414   AliCDBStorage *defstorage = manager->GetDefaultStorage();
 415
 416   if(!defstorage || !(defstorage->Contains("ZDC"))){
 417      AliWarning("No default storage set or default storage doesn't contain ZDC!");
 418      manager->SetDefaultStorage(uri);
 419      deleteManager = kTRUE;
 420   }
 421
 422   AliCDBStorage *storage = manager->GetDefaultStorage();
 423
 424   if(deleteManager){
 425     AliCDBManager::Instance()->UnsetDefaultStorage();
 426     defstorage = 0;   // the storage is killed by AliCDBManager::Instance()->Destroy()
 427   }
 428
 429   return storage;
 430 }
 431
 432 //_____________________________________________________________________________
 433 AliZDCCalibData* AliZDCDigitizer::GetCalibData() const
 434 {
 435
 436   // Getting calibration object for ZDC set
 437
 438   AliCDBEntry  *entry = AliCDBManager::Instance()->Get("ZDC/Calib/Data");
 439   AliZDCCalibData *calibdata = (AliZDCCalibData*) entry->GetObject();
 440
 441   if (!calibdata)  AliWarning("No calibration data from calibration database !");
 442
 443   return calibdata;
 444 }
 445