]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - PHOS/AliPHOS.cxx
Change for a realistic time distribution of the raw signal
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOS.cxx
index 38c1c3fc481806a68b13e401fd1a9848e241ad59..9eff25a38469336a04a9020ad364621ee40be6d9 100644 (file)
@@ -12,7 +12,6 @@
  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  **************************************************************************/
-
 /* $Id$ */
 
 //_________________________________________________________________________
 //*-- Author: Laurent Aphecetche & Yves Schutz (SUBATECH) 
 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
+
 // --- ROOT system ---
+class TFile;
+#include <TFolder.h> 
+#include <TTree.h>
+#include <TVirtualMC.h> 
+#include <TH1F.h> 
+#include <TF1.h> 
+#include <TRandom.h> 
 
 // --- Standard library ---
 
 // --- AliRoot header files ---
-
+#include "AliMagF.h"
 #include "AliPHOS.h"
-#include "AliMC.h"
+#include "AliPHOSGetter.h"
 #include "AliRun.h"
+#include "AliPHOSDigitizer.h"
+#include "AliPHOSSDigitizer.h"
+#include "AliPHOSDigit.h"
+#include "AliAltroBuffer.h"
+#include "AliLog.h"
 
 ClassImp(AliPHOS)
 
+Double_t AliPHOS::fgCapa        = 1.;        // 1pF 
+Int_t    AliPHOS::fgOrder       = 2 ;
+Double_t AliPHOS::fgTimeMax     = 2.56E-5 ;  // each sample is over 100 ns fTimeMax/fTimeBins
+Double_t AliPHOS::fgTimePeak    = 4.1E-6 ;   // 4 micro seconds
+Double_t AliPHOS::fgTimeTrigger = 100E-9 ;      // 100ns, just for a reference
+
 //____________________________________________________________________________
-AliPHOS::~AliPHOS()
+  AliPHOS:: AliPHOS() : AliDetector()
 {
-  delete fHits ;
-  delete fDigits ;
+  // Default ctor
+  fName   = "PHOS" ;
+  fQATask = 0;
+  fTreeQA = 0;
+  fDebug  = 0; 
+
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+AliPHOS::AliPHOS(const char* name, const char* title): AliDetector(name, title)
+{
+  //   ctor : title is used to identify the layout
+  
+  fQATask = 0 ; 
+  fTreeQA = 0 ;
+  fDebug  = 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     = GetGeometry()->GetNModules() + 1 ;   
+    // offset added to the module id to distinguish high and low gain data
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+AliPHOS::~AliPHOS() 
+{  
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+void AliPHOS::Copy(AliPHOS & phos)
+{
+  // copy method to be used byy the cpy ctor
+  TObject::Copy(phos) ; 
+  //  fQATask = AliPHOSQAChecker::Copy(*(phos.fQATask)) ; 
+  phos.fTreeQA = fTreeQA->CloneTree() ; 
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+AliDigitizer* AliPHOS::CreateDigitizer(AliRunDigitizer* manager) const
+{
+  return new AliPHOSDigitizer(manager);
 }
 
 //____________________________________________________________________________
@@ -104,7 +162,7 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
   Float_t aTI[2] = {12.011, 1.00794} ;
   Float_t zTI[2] = {6.0, 1.0} ;
   Float_t wTI[2] = {1.0, 1.0} ;
-  Float_t dTI = 0.1 ;
+  Float_t dTI = 0.04 ;
 
   AliMixture(7, "Thermo Insul.$", aTI, zTI, dTI, -2, wTI) ;
 
@@ -160,7 +218,7 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
   AliMaterial(15, "Ar$", 39.948, 18.0, dAr, 14.0, 0., 0, 0) ;   
  
  // ArCo2
-  Char_t namate[21];
+  Char_t namate[21]="";
   Float_t aGM[2] ; 
   Float_t zGM[2] ; 
   Float_t wGM[2] ; 
@@ -182,13 +240,40 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
   wGM[1] = 1. - arContent ;
   dGM    = wGM[0] * dAr + wGM[1] * dCO;
 
+  
   AliMixture(16, "ArCO2$", aGM, zGM, dGM,  2, wGM) ;
 
+  // --- Stainless steel (let it be pure iron) ---
+  AliMaterial(17, "Steel$", 55.845, 26, 7.87, 1.76, 0., 0, 0) ;
+
+
+  // --- Fiberglass ---
+  Float_t aFG[4] = {16.0, 28.09, 12.011, 1.00794} ;
+  Float_t zFG[4] = {8.0, 14.0, 6.0, 1.0} ;
+  Float_t wFG[4] = {292.0, 68.0, 462.0, 736.0} ;
+  Float_t dFG    = 1.9 ;
+
+  AliMixture(18, "Fibergla$", aFG, zFG, dFG, -4, wFG) ;
+
+  // --- Cables in Air box  ---
+  // SERVICES
+
+  Float_t aCA[4] = { 1.,12.,55.8,63.5 };
+  Float_t zCA[4] = { 1.,6.,26.,29. }; 
+  Float_t wCA[4] = { .014,.086,.42,.48 };
+  Float_t dCA    = 0.8 ;  //this density is raw estimation, if you know better - correct
+
+  AliMixture(19, "Cables  $", aCA, zCA, dCA, -4, wCA) ;
+
+
   // --- Air ---
-  AliMaterial(99, "Air$", 14.61, 7.3, 0.001205, 30420., 67500., 0, 0) ;
-  
+  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(99, "Air$", aAir, zAir, dAir, 4, wAir) ;
+
   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
 
   // for PHOS: idtmed[699->798] equivalent to fIdtmed[0->100]
@@ -260,6 +345,18 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
   AliMedium(16, "ArCo2      $", 16, 1,
             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.01, 0, 0) ;
  
+  // Stainless steel                                                                -> idtmed[716]
+  AliMedium(17, "Steel     $", 17, 0,
+            isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ;
+
+  // Fibergalss                                                                     -> idtmed[717]
+  AliMedium(18, "Fiberglass$", 18, 0,
+            isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
+
+  // Cables in air                                                                  -> idtmed[718]
+  AliMedium(19, "Cables    $", 19, 0,
+            isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
+
   // Air                                                                            -> idtmed[798] 
   AliMedium(99, "Air          $", 99, 0,
             isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
@@ -300,76 +397,247 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
 }
 
 //____________________________________________________________________________
-RecPointsList * AliPHOS::EmcRecPoints(Int_t evt) 
+void AliPHOS::Digits2Raw()
 {
-  // returns the pointer to the EMCA RecPoints list
-  // if the list is empty, get it from TreeR on the disk file
+// convert digits of the current event to raw data
+  
+  AliPHOSLoader * loader = dynamic_cast<AliPHOSLoader*>(fLoader) ; 
+
+  // get the digits
+  loader->LoadDigits();
+  TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
 
-  RecPointsList * rv = 0 ; 
+  if (!digits) {
+    Error("Digits2Raw", "no digits found !");
+    return;
+  }
+
+  // get the digitizer 
+  loader->LoadDigitizer();
+  AliPHOSDigitizer * digitizer = dynamic_cast<AliPHOSDigitizer *>(loader->Digitizer())  ; 
   
-  if ( fEmcRecPoints ) 
-    rv = fEmcRecPoints ; 
-
-  else {
-    fEmcRecPoints = new TClonesArray("AliPHOSEmcRecPoint", 100) ; 
-    gAlice->GetEvent(evt) ; 
-    TTree * fReconstruct = gAlice->TreeR() ; 
-    fReconstruct->SetBranchAddress( "PHOSEmcRP", &fEmcRecPoints) ;
-    fReconstruct->GetEvent(0) ;
-    fEmcRecPoints->Expand( fEmcRecPoints->GetEntries() ) ; 
-    rv =  fEmcRecPoints ;
+  // get the geometry
+  AliPHOSGeometry* geom = GetGeometry();
+  if (!geom) {
+    Error("Digits2Raw", "no geometry found !");
+    return;
+  }
+
+  // some digitization constants
+  const Int_t    kDDLOffset = 0x600; // assigned to PHOS
+  const Int_t    kThreshold = 1; // skip digits below this threshold
+
+  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++) {
+    AliPHOSDigit* digit = dynamic_cast<AliPHOSDigit *>(digits->At(iDigit)) ;
+    if (digit->GetAmp() < kThreshold) 
+      continue;
+    Int_t relId[4];
+    geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relId);
+    Int_t module = relId[0];
+   // Begin FIXME 
+    if (relId[1] != 0) 
+      continue;    // ignore digits from CPV
+   // End FIXME 
+
+    // PHOS EMCA has 4 DDL per module. Splitting is done based on the row number
+    Int_t iDDL = 4 * (module - 1) + (4 * (relId[2] - 1)) / geom->GetNPhi();
+
+    // 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("PHOS_") ;
+      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, relId[3], relId[2], module);  // trailer
+      
+    // calculate the time response function
+    } else {
+      Double_t energy = 0 ;  
+      if ( digit->GetId() <= geom->GetNModules() *  geom->GetNCristalsInModule())
+       energy = digit->GetAmp() * digitizer->GetEMCchannel() + digitizer->GetEMCpedestal() ; 
+      else 
+       energy = digit->GetAmp() * digitizer->GetCPVchannel() + digitizer->GetCPVpedestal() ;
+        
+      RawSampledResponse(digit->GetTimeR(), energy, adcValuesHigh, adcValuesLow) ; 
+      
+      buffer->WriteChannel(relId[3], relId[2], module, 
+                          GetRawFormatTimeBins(), adcValuesHigh, kThreshold);
+      buffer->WriteChannel(relId[3], relId[2], module + fLowGainOffset, 
+                          GetRawFormatTimeBins(), adcValuesLow, kThreshold);
+    }
   }
-    
-  return rv ; 
   
+  // write real header and close last file
+  if (buffer) {
+    buffer->Flush();
+    buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
+    delete buffer;
+  }
+  
+  loader->UnloadDigits();
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+void AliPHOS::Hits2SDigits()  
+{ 
+// create summable digits
+
+  AliPHOSSDigitizer* phosDigitizer = 
+    new AliPHOSSDigitizer(fLoader->GetRunLoader()->GetFileName().Data()) ;
+  phosDigitizer->SetEventRange(0, -1) ; // do all the events
+  phosDigitizer->ExecuteTask("all") ;
 }
 
 //____________________________________________________________________________
-RecParticlesList * AliPHOS::RecParticles(Int_t evt) 
+AliLoader* AliPHOS::MakeLoader(const char* topfoldername)
 {
-  // returns the pointer to the RecParticles list
-  // if the list is empty, get it from TreeR on the disk file
+//different behaviour than standard (singleton getter)
+// --> to be discussed and made eventually coherent
+ fLoader = new AliPHOSLoader(GetName(),topfoldername);
+ return fLoader;
+}
 
-  RecParticlesList * rv = 0 ; 
+//__________________________________________________________________
+Double_t AliPHOS::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
   
-  if ( fRecParticles ) 
-    rv = fRecParticles ; 
-
-  else {
-    fRecParticles = new TClonesArray("AliPHOSRecParticle", 100) ; 
-    gAlice->GetEvent(evt) ; 
-    TTree * fReconstruct = gAlice->TreeR() ; 
-    fReconstruct->SetBranchAddress( "PHOSRP", &fRecParticles) ;
-    fReconstruct->GetEvent(0) ;
-    fRecParticles->Expand( fRecParticles->GetEntries() ) ; 
-    rv =  fRecParticles ;
+  Double_t signal ;
+  Double_t xx = x[0] - ( fgTimeTrigger + par[3] ) ; 
+
+  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 rv ; 
-  
+  return signal ;  
 }
 
-//____________________________________________________________________________
-RecParticlesList * AliPHOS::TrackSegments(Int_t evt) 
+//__________________________________________________________________
+Double_t AliPHOS::RawResponseFunctionMax(Double_t charge, Double_t gain) 
+{
+  return ( charge * TMath::Power(fgOrder, fgOrder) * TMath::Power(gain, fgOrder) 
+     / ( fgCapa * TMath::Exp(fgOrder) ) );  
+
+}
+
+//__________________________________________________________________
+Bool_t AliPHOS::RawSampledResponse(const Double_t dtime, const Double_t damp, Int_t * adcH, Int_t * adcL) const 
 {
-  // returns the pointer to the TrackSegments list
-  // if the list is empty, get it from TreeR on the disk file
+  // for a start time dtime and an amplitude damp given by digit, 
+  // calculates the raw sampled response AliPHOS::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 ) ; 
 
-  TrackSegmentsList * rv = 0 ; 
+  }
+  return lowGain ; 
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+void AliPHOS::SetTreeAddress()
+{ 
+  // Links Hits in the Tree to Hits array
+  TBranch *branch;
+  char branchname[20];
+  sprintf(branchname,"%s",GetName());
   
-  if ( fTrackSegments ) 
-    rv = fTrackSegments ; 
-
-  else {
-    fTrackSegments = new TClonesArray("AliPHOSTrackSegment", 100) ; 
-    gAlice->GetEvent(evt) ; 
-    TTree * fReconstruct = gAlice->TreeR() ; 
-    fReconstruct->SetBranchAddress( "PHOSTS", &fTrackSegments) ;
-    fReconstruct->GetEvent(0) ;
-    fTrackSegments->Expand( fTrackSegments->GetEntries() ) ; 
-    rv =  fTrackSegments ;
+  // Branch address for hit tree
+  TTree *treeH = TreeH();
+  if (treeH) {
+    branch = treeH->GetBranch(branchname);
+    if (branch) 
+     { 
+       if (fHits == 0x0) fHits= new TClonesArray("AliPHOSHit",1000);
+       //Info("SetTreeAddress","<%s> Setting Hits Address",GetName());
+       branch->SetAddress(&fHits);
+     }
   }
+}
+
+//____________________________________________________________________________
+void AliPHOS::WriteQA()
+{
+
+  // 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* topfold = GetLoader()->GetTopFolder(); //get top aliroot folder; skowron
+  TString phosqafn(AliConfig::Instance()->GetQAFolderName()+"/"); //get name of QAaut folder relative to top event; skowron
+  phosqafn+=GetName(); //hard wired string!!! add the detector name to the pathname; skowron 
+  TFolder * alarmsF = (TFolder*)topfold->FindObjectAny(phosqafn); //get the folder
  
-  return rv ; 
-  
+  if (alarmsF == 0x0)
+   {
+     Error("WriteQA","Can not find folder with qa alarms");
+     return;
+   }
+  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() ; 
 }
+