]> 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 e49219de24021d4f6f936e39939b47b9f41a43b7..9eff25a38469336a04a9020ad364621ee40be6d9 100644 (file)
@@ -30,44 +30,61 @@ 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 "AliPHOSLoader.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() : AliDetector()
+  AliPHOS:: AliPHOS() : AliDetector()
 {
   // Default ctor
-  fName="PHOS";
+  fName   = "PHOS" ;
   fQATask = 0;
   fTreeQA = 0;
   fDebug  = 0; 
+
 }
 
 //____________________________________________________________________________
-AliPHOS::AliPHOS(const char* name, const char* title): AliDetector(name, title) 
+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; 
+  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() 
 {  
-  
 }
 
 //____________________________________________________________________________
@@ -379,6 +396,112 @@ void AliPHOS::CreateMaterials()
 
 }
 
+//____________________________________________________________________________
+void AliPHOS::Digits2Raw()
+{
+// convert digits of the current event to raw data
+  
+  AliPHOSLoader * loader = dynamic_cast<AliPHOSLoader*>(fLoader) ; 
+
+  // get the digits
+  loader->LoadDigits();
+  TClonesArray* digits = loader->Digits() ;
+
+  if (!digits) {
+    Error("Digits2Raw", "no digits found !");
+    return;
+  }
+
+  // get the digitizer 
+  loader->LoadDigitizer();
+  AliPHOSDigitizer * digitizer = dynamic_cast<AliPHOSDigitizer *>(loader->Digitizer())  ; 
+  
+  // 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);
+    }
+  }
+  
+  // write real header and close last file
+  if (buffer) {
+    buffer->Flush();
+    buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
+    delete buffer;
+  }
+  
+  loader->UnloadDigits();
+}
+
 //____________________________________________________________________________
 void AliPHOS::Hits2SDigits()  
 { 
@@ -399,6 +522,73 @@ AliLoader* AliPHOS::MakeLoader(const char* topfoldername)
  return fLoader;
 }
 
+//__________________________________________________________________
+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
+  
+  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 signal ;  
+}
+
+//__________________________________________________________________
+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 
+{
+  // 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 ) ; 
+
+  }
+  return lowGain ; 
+}
+
 //____________________________________________________________________________
 void AliPHOS::SetTreeAddress()
 { 
@@ -451,115 +641,3 @@ void AliPHOS::WriteQA()
   //fTreeQA->Fill() ; 
 }
 
-//____________________________________________________________________________
-void AliPHOS::Digits2Raw()
-{
-// convert digits of the current event to raw data
-
-  // get the digits
-  ((AliPHOSLoader*) fLoader)->LoadDigits();
-  TClonesArray* digits = ((AliPHOSLoader*) fLoader)->Digits();
-  if (!digits) {
-    Error("Digits2Raw", "no digits");
-    return;
-  }
-
-  // get the geometry
-  AliPHOSGeometry* geom = GetGeometry();
-  if (!geom) {
-    Error("Digits2Raw", "no geometry");
-    return;
-  }
-
-  // some digitization constants
-  const Int_t    kDDLOffset = 0x600;
-  const Double_t kTimeMax = 1.28E-5;
-  const Int_t    kTimeBins = 256;
-  const Double_t kTimePeak = 2.0E-6;
-  const Double_t kTimeRes = 1.5E-6;
-  const Int_t    kThreshold = 3;
-  const Int_t    kHighGainFactor = 40;
-  const Int_t    kHighGainOffset = 0x200;
-
-  AliAltroBuffer* buffer = NULL;
-  Int_t prevDDL = -1;
-  Int_t adcValuesLow[kTimeBins];
-  Int_t adcValuesHigh[kTimeBins];
-
-  // loop over digits (assume ordered digits)
-  for (Int_t iDigit = 0; iDigit < digits->GetEntries(); iDigit++) {
-    AliPHOSDigit* digit = (AliPHOSDigit*) digits->At(iDigit);
-    if (digit->GetAmp() < kThreshold) continue;
-    Int_t relId[4];
-    geom->AbsToRelNumbering(digit->GetId(), relId);
-    Int_t module = relId[0];
-    if (relId[1] != 0) continue;    // ignore digits from CPV
-    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
-      char fileName[256];
-      sprintf(fileName, "PHOS_%d.ddl", iDDL + kDDLOffset); 
-      buffer = new AliAltroBuffer(fileName, 1);
-      buffer->WriteDataHeader(kTRUE, kFALSE);  //Dummy;
-
-      prevDDL = iDDL;
-    }
-
-    // out of time range signal (?)
-    if (digit->GetTime() > kTimeMax) {
-      buffer->FillBuffer(digit->GetAmp());
-      buffer->FillBuffer(kTimeBins);  // time bin
-      buffer->FillBuffer(3);          // bunch length
-      buffer->WriteTrailer(3, relId[3], relId[2], module);  // trailer
-      
-    // simulate linear rise and gaussian decay of signal
-    } else {
-      Bool_t highGain = kFALSE;
-
-      // fill time bin values
-      for (Int_t iTime = 0; iTime < kTimeBins; iTime++) {
-       Double_t time = iTime * kTimeMax/kTimeBins;
-       Int_t signal = 0;
-       if (time < digit->GetTime() + kTimePeak) {
-         signal = Int_t(0.5 + digit->GetAmp() * 
-                        (time - digit->GetTime()) / kTimePeak);
-       } else {
-         signal = Int_t(0.5 + digit->GetAmp() * 
-                 TMath::Gaus(time, digit->GetTime() + kTimePeak, kTimeRes));
-       }
-       if (signal < 0) signal = 0;
-       adcValuesLow[iTime] = signal;
-       if (signal > 0x3FF) adcValuesLow[iTime] = 0x3FF;
-       adcValuesHigh[iTime] = signal / kHighGainFactor;
-       if (adcValuesHigh[iTime] > 0) highGain = kTRUE;
-      }
-
-      // write low and eventually high gain channel
-      buffer->WriteChannel(relId[3], relId[2], module, 
-                          kTimeBins, adcValuesLow, kThreshold);
-      if (highGain) {
-       buffer->WriteChannel(relId[3], relId[2], module + kHighGainOffset, 
-                            kTimeBins, adcValuesHigh, 1);
-      }
-    }
-  }
-
-  // write real header and close last file
-  if (buffer) {
-    buffer->Flush();
-    buffer->WriteDataHeader(kFALSE, kFALSE);
-    delete buffer;
-  }
-
-  fLoader->UnloadDigits();
-}
-