]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - EMCAL/AliEMCAL.cxx
update of Jenn and Marco
[u/mrichter/AliRoot.git] / EMCAL / AliEMCAL.cxx
index 18dafda6aed9524f9e834d3d199f06b9958e3e96..c9b18cdd7a8a678e938b31f1a353e26cb915463f 100644 (file)
 
 // --- ROOT system ---
 class TFile;
-#include "TBranch.h" 
-#include "TClonesArray.h" 
-#include "TTree.h" 
+#include <TFolder.h> 
+#include <TTree.h>
+#include <TVirtualMC.h> 
+#include <TH1F.h> 
+#include <TF1.h> 
+#include <TRandom.h> 
 
 // --- Standard library ---
-#include <strstream.h>
 
 // --- AliRoot header files ---
+#include "AliMagF.h"
 #include "AliEMCAL.h"
-#include "AliMC.h"
 #include "AliRun.h"
-#include "AliMagF.h"
-#include "AliEMCALGeometry.h"
-//#include "AliEMCALQAChecker.h" 
+#include "AliEMCALLoader.h"
+#include "AliEMCALSDigitizer.h"
+#include "AliEMCALDigitizer.h"
+#include "AliEMCALDigit.h"
+#include "AliAltroBuffer.h"
 
 ClassImp(AliEMCAL)
+Double_t AliEMCAL::fgCapa        = 1.;        // 1pF 
+Int_t    AliEMCAL::fgOrder       = 2 ;
+Double_t AliEMCAL::fgTimeMax     = 2.56E-5 ;  // each sample is over 100 ns fTimeMax/fTimeBins
+Double_t AliEMCAL::fgTimePeak    = 4.1E-6 ;   // 4 micro seconds
+Double_t AliEMCAL::fgTimeTrigger = 100E-9 ;      // 100ns, just for a reference
 //____________________________________________________________________________
 AliEMCAL::AliEMCAL():AliDetector()
 {
   // Default ctor 
-  fName="EMCAL";
-  //fQATask = 0;
-  fTreeQA = 0;
+  fName = "EMCAL" ;
 }
 
 //____________________________________________________________________________
 AliEMCAL::AliEMCAL(const char* name, const char* title): AliDetector(name,title)
 {
   //   ctor : title is used to identify the layout
-  
-  //fQATask = 0;
-  fTreeQA = 0;
+
+  fHighCharge        = 8.2 ;          // adjusted for a high gain range of 5.12 GeV (10 bits)
+  fHighGain          = 6.64 ; 
+  fHighLowGainFactor = 16. ;          // adjusted for a low gain range of 82 GeV (10 bits) 
+  fLowGainOffset     = 1 ;            // offset added to the module id to distinguish high and low gain data
 }
 
 //____________________________________________________________________________
@@ -67,15 +77,34 @@ AliEMCAL::~AliEMCAL()
 
 }
 
+//____________________________________________________________________________
+void AliEMCAL::Copy(AliEMCAL & emcal) const
+{
+  TObject::Copy(emcal) ; 
+  emcal.fHighCharge        = fHighCharge ;
+  emcal.fHighGain          = fHighGain ; 
+  emcal.fHighLowGainFactor = fHighLowGainFactor ;  
+  emcal.fLowGainOffset     = fLowGainOffset;   
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+AliDigitizer* AliEMCAL::CreateDigitizer(AliRunDigitizer* manager) const
+{
+  return new AliEMCALDigitizer(manager);
+}
+
 //____________________________________________________________________________
 void AliEMCAL::CreateMaterials()
 {
   // Definitions of materials to build EMCAL and associated tracking media.
   // media number in idtmed are 1599 to 1698.
 
-  // --- Air ---
-  AliMaterial(0, "Air$", 14.61, 7.3, 0.001205, 30420., 67500., 0, 0) ;
-
+  // --- Air ---               
+  Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
+  Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
+  Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
+  Float_t dAir = 1.20479E-3;
+  AliMixture(0, "Air$", aAir, zAir, dAir, 4, wAir) ;
 
   // --- Lead ---                                                                     
   AliMaterial(1, "Pb$", 207.2, 82, 11.35, 0.56, 0., 0, 0) ;
@@ -93,7 +122,11 @@ void AliEMCAL::CreateMaterials()
   AliMaterial(3, "Al$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 999., 0, 0) ;
   // ---         Absorption length is ignored ^
 
-
+  // 25-aug-04 by PAI - see  PMD/AliPMDv0.cxx for STEEL definition
+  Float_t asteel[4] = { 55.847,51.9961,58.6934,28.0855 };
+  Float_t zsteel[4] = { 26.,24.,28.,14. };
+  Float_t wsteel[4] = { .715,.18,.1,.005 };
+  AliMixture(4, "STAINLESS STEEL$", asteel, zsteel, 7.88, 4, wsteel);
 
   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
 
@@ -101,101 +134,274 @@ void AliEMCAL::CreateMaterials()
   Int_t * idtmed = fIdtmed->GetArray() - 1599 ; 
   Int_t   isxfld = gAlice->Field()->Integ() ;
   Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max() ;
 
-
-   // Air                                                                           -> idtmed[1599] 
-  AliMedium(0, "Air          $", 0, 0,
+  // Air                                                                         -> idtmed[1599]
+ AliMedium(0, "Air$", 0, 0,
             isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
 
-  // The Lead                                                                       -> idtmed[1600]
+  // The Lead                                                                      -> idtmed[1600]
  
-  AliMedium(1, "Lead      $", 1, 0,
+  AliMedium(1, "Lead$", 1, 0,
             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
 
  // The scintillator of the CPV made of Polystyrene scintillator                   -> idtmed[1601]
-  AliMedium(2, "CPV scint.   $", 2, 1,
+  AliMedium(2, "Scintillator$", 2, 1,
             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.001, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 
-  // Various Aluminium parts made of Al                                             -> idtmed[1602]
-  AliMedium(3, "Al parts     $", 3, 0,
+  // Various Aluminium parts made of Al                                            -> idtmed[1602]
+  AliMedium(3, "Al$", 3, 0,
              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 
-
-
+  // 25-aug-04 by PAI : see  PMD/AliPMDv0.cxx for STEEL definition                 -> idtmed[1603]
+  AliMedium(4, "S steel$", 4, 0, 
+             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 
 // --- Set decent energy thresholds for gamma and electron tracking
 
   // Tracking threshold for photons and electrons in Lead 
-  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTGAM",0.00008) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTELE",0.001) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTE",0.0001) ;
+  Float_t cutgam=10.e-5; // 100 kev;
+  Float_t cutele=10.e-5; // 100 kev;
+  TString ntmp(GetTitle()); 
+  ntmp.ToUpper();
+  if(ntmp.Contains("10KEV")) {
+    cutele = cutgam = 1.e-5;
+  } else if(ntmp.Contains("50KEV")) {
+    cutele = cutgam = 5.e-5;
+  } else if(ntmp.Contains("100KEV")) {
+    cutele = cutgam = 1.e-4;
+  } else if(ntmp.Contains("200KEV")) {
+    cutele = cutgam = 2.e-4;
+  } else if(ntmp.Contains("500KEV")) {
+    cutele = cutgam = 5.e-4;
+  }
 
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTGAM", cutgam);
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTELE", cutele); // 1MEV -> 0.1MEV; 15-aug-05
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
   // --- Generate explicitly delta rays in Lead ---
   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "LOSS",3.) ;
   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DRAY",1.) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTE",0.00001) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTM",0.00001) ;
-
-// --- and in aluminium parts ---
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTE", cutele) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTM", cutele) ;
+
+// --- in aluminium parts ---
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602],"CUTGAM", cutgam) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602],"CUTELE", cutele) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "LOSS",3.) ;
   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DRAY",1.) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTE",0.00001) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTM",0.00001) ;
-
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTE", cutele) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTM", cutele) ;
 
 // --- and finally thresholds for photons and electrons in the scintillator ---
-  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTGAM",0.00008) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTELE",0.001) ;
-  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTE",0.0001) ;
-
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTGAM", cutgam) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTELE", cutele) ;// 1MEV -> 0.1MEV; 15-aug-05
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601], "LOSS",3.) ; // generate delta rays 
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DRAY",1.) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DCUTE", cutele) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DCUTM", cutele) ;
+
+  // S steel - 
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603],"CUTGAM", cutgam);
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603],"CUTELE", cutele);
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
+  // --- Generate explicitly delta rays 
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603], "LOSS",3.);
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DRAY",1.);
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DCUTE", cutele) ;
+  gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DCUTM", cutele) ;
+
+  //set constants for Birk's Law implentation
+  fBirkC0 =  1;
+  fBirkC1 =  0.013/dP;
+  fBirkC2 =  9.6e-6/(dP * dP);
 
 }
-
+      
 //____________________________________________________________________________
-AliEMCALGeometry * AliEMCAL::GetGeometry() const 
-{  
-  // gets the pointer to the AliEMCALGeometry unique instance 
+void AliEMCAL::Digits2Raw()
+{
+  // convert digits of the current event to raw data
+  AliEMCALLoader * loader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(fLoader) ; 
+
+  // get the digits
+  loader->LoadDigits();
+  TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
+
+  if (!digits) {
+    Error("Digits2Raw", "no digits found !");
+    return;
+  }
+
+  // get the digitizer 
+  loader->LoadDigitizer();
+  AliEMCALDigitizer * digitizer = dynamic_cast<AliEMCALDigitizer *>(loader->Digitizer())  ; 
   
-  return AliEMCALGeometry::GetInstance(GetTitle(),"") ;  
+  // get the geometry
+  AliEMCALGeometry* geom = GetGeometry();
+  if (!geom) {
+    Error("Digits2Raw", "no geometry found !");
+    return;
+  }
 
+  // some digitization constants
+  const Int_t    kDDLOffset = 0x800;
+  const Int_t    kThreshold = 1;
+  const Int_t    kChannelsperDDL = 897 ; 
+  AliAltroBuffer* buffer = NULL;
+  Int_t prevDDL = -1;
+  Int_t adcValuesLow[fkTimeBins];
+  Int_t adcValuesHigh[fkTimeBins];
+  
+  // loop over digits (assume ordered digits)
+  for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
+    AliEMCALDigit* digit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
+    if (digit->GetAmp() < kThreshold) 
+      continue;
+    Int_t iDDL = digit->GetId() / kChannelsperDDL ;
+    // for each DDL id is numbered from 1 to  kChannelsperDDL -1 
+    Int_t idDDL = digit->GetId() - iDDL * ( kChannelsperDDL - 1 ) ;  
+    // new DDL
+    if (iDDL != prevDDL) {
+      // write real header and close previous file
+      if (buffer) {
+       buffer->Flush();
+       buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
+       delete buffer;
+      }
+
+      // open new file and write dummy header
+      TString fileName("EMCAL_") ;
+      fileName += (iDDL + kDDLOffset) ; 
+      fileName += ".ddl" ; 
+      buffer = new AliAltroBuffer(fileName.Data(), 1);
+      buffer->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
+
+      prevDDL = iDDL;
+    }
+
+    // out of time range signal (?)
+    if (digit->GetTimeR() > GetRawFormatTimeMax() ) {
+      buffer->FillBuffer(digit->GetAmp());
+      buffer->FillBuffer(GetRawFormatTimeBins() );  // time bin
+      buffer->FillBuffer(3);          // bunch length
+      buffer->WriteTrailer(3, idDDL, 0, 0);  // trailer
+
+      // calculate the time response function
+    } else {
+      Double_t energy = 0 ;  
+      energy = digit->GetAmp() * digitizer->GetECAchannel() + digitizer->GetECApedestal() ; 
+      
+      Bool_t lowgain = RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), energy, adcValuesHigh, adcValuesLow) ; 
+      
+      if (lowgain) 
+       buffer->WriteChannel(iDDL, 0, fLowGainOffset, 
+                            GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow, kThreshold);
+      else 
+       buffer->WriteChannel(iDDL, 0, 0, 
+                            GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh, kThreshold);
+      
+    }
+  }
+  
+  // write real header and close last file
+  if (buffer) {
+    buffer->Flush();
+    buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
+    delete buffer;
+  }
+
+  loader->UnloadDigits();
 }
 
 //____________________________________________________________________________
-void AliEMCAL::SetTreeAddress()
+void AliEMCAL::Hits2SDigits()  
 { 
+// create summable digits
 
-  TBranch *branch;
-  char branchname[20];
-  sprintf(branchname,"%s",GetName());
+  AliEMCALSDigitizer emcalDigitizer(fLoader->GetRunLoader()->GetFileName().Data()) ;
+  emcalDigitizer.SetEventRange(0, -1) ; // do all the events
+  emcalDigitizer.ExecuteTask() ;
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+
+AliLoader* AliEMCAL::MakeLoader(const char* topfoldername)
+{
+//different behaviour than standard (singleton getter)
+// --> to be discussed and made eventually coherent
+ fLoader = new AliEMCALLoader(GetName(),topfoldername);
+ return fLoader;
+}
+
+//__________________________________________________________________
+Double_t AliEMCAL::RawResponseFunction(Double_t *x, Double_t *par)
+{
+  // Shape of the electronics raw reponse:
+  // It is a semi-gaussian, 2nd order Gamma function of the general form
+  // v(t) = n**n * Q * A**n / C *(t/tp)**n * exp(-n * t/tp) with 
+  // tp : peaking time par[0]
+  // n  : order of the function
+  // C  : integrating capacitor in the preamplifier
+  // A  : open loop gain of the preamplifier
+  // Q  : the total APD charge to be measured Q = C * energy
+  
+  Double_t signal ;
+  Double_t xx = x[0] - ( fgTimeTrigger + par[3] ) ; 
   
-  // Branch address for hit tree
-  TTree *treeH = gAlice->TreeH();
-  if (treeH && fHits) {
-    branch = treeH->GetBranch(branchname);
-    if (branch) branch->SetAddress(&fHits);
+  if (xx < 0 || xx > fgTimeMax) 
+    signal = 0. ;  
+  else { 
+    Double_t fac = par[0] * TMath::Power(fgOrder, fgOrder) * TMath::Power(par[1], fgOrder) / fgCapa ; 
+    signal = fac * par[2] * TMath::Power(xx / fgTimePeak, fgOrder) * TMath::Exp(-fgOrder * (xx / fgTimePeak)) ; 
   }
+  return signal ;  
 }
 
-//____________________________________________________________________________
-void AliEMCAL::WriteQA()
+//__________________________________________________________________
+Double_t AliEMCAL::RawResponseFunctionMax(Double_t charge, Double_t gain) 
 {
+  return ( charge * TMath::Power(fgOrder, fgOrder) * TMath::Power(gain, fgOrder) 
+     / ( fgCapa * TMath::Exp(fgOrder) ) );  
 
-  // Make TreeQA in the output file. 
-
-  if(fTreeQA == 0)
-    fTreeQA = new TTree("TreeQA", "QA Alarms") ;    
-  // Create Alarms branches
-//   Int_t bufferSize = 32000 ;    
-//   Int_t splitlevel = 0 ; 
-//   TFolder * alarmsF = (TFolder*)gROOT->FindObjectAny("Folders/Run/Conditions/QA/PHOS") ; 
-//   TString branchName(alarmsF->GetName());  
-//   TBranch * alarmsBranch = fTreeQA->Branch(branchName,"TFolder", &alarmsF, bufferSize, splitlevel);
-//   TString branchTitle = branchName + " QA alarms" ; 
-//   alarmsBranch->SetTitle(branchTitle);
-//   alarmsBranch->Fill() ; 
-
-  //fTreeQA->Fill() ; 
 }
+//__________________________________________________________________
+Bool_t AliEMCAL::RawSampledResponse(
+const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL) const 
+{
+  // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit, 
+  // calculates the raw sampled response AliEMCAL::RawResponseFunction
+
+  const Int_t kRawSignalOverflow = 0x3FF ; 
+  Bool_t lowGain = kFALSE ; 
+
+  TF1 signalF("signal", RawResponseFunction, 0, GetRawFormatTimeMax(), 4);
+
+  for (Int_t iTime = 0; iTime < GetRawFormatTimeBins(); iTime++) {
+    signalF.SetParameter(0, GetRawFormatHighCharge() ) ; 
+    signalF.SetParameter(1, GetRawFormatHighGain() ) ; 
+    signalF.SetParameter(2, damp) ; 
+    signalF.SetParameter(3, dtime) ; 
+    Double_t time = iTime * GetRawFormatTimeMax() / GetRawFormatTimeBins() ;
+    Double_t signal = signalF.Eval(time) ;     
+    if ( static_cast<Int_t>(signal+0.5) > kRawSignalOverflow ){  // larger than 10 bits 
+      signal = kRawSignalOverflow ;
+      lowGain = kTRUE ; 
+    }
+    adcH[iTime] =  static_cast<Int_t>(signal + 0.5) ;
+
+    signalF.SetParameter(0, GetRawFormatLowCharge() ) ;     
+    signalF.SetParameter(1, GetRawFormatLowGain() ) ; 
+    signal = signalF.Eval(time) ;  
+    if ( static_cast<Int_t>(signal+0.5) > kRawSignalOverflow)  // larger than 10 bits 
+      signal = kRawSignalOverflow ;
+    adcL[iTime] = static_cast<Int_t>(0.5 + signal ) ; 
 
+  }
+  return lowGain ; 
+}