| ALICE Calibration Requirements | |||||||||||||||||||||||||||||
| TPC July 18 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Par # | Parameter | Data format/size per channel | Data size (Total) Bytes | Update freq | Source | Confirmed | Run type / Trigger type | # of required events/sampling rate | Processing level: sub-event or event | Results: FEE/Archive | Accessible by offline | Calib. Procedure in AliRoot[1] | use case # | ||||||||||||||||
| on FES | in OCDB | reference | |||||||||||||||||||||||||||
| Pad by pad calibration | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | Pedestal ALTRO | 1K (Time bin) x10b value per pad | 0 | 7.00E+08[2] | run | DAQ or HLT (+Offline check) | yes ? (Roland, Marian) | Dedicated run (with pedestal) | 100 black events | Configure FEE through DIM/DDL. Stored on pedestal file server(?) migrated to CASTOR. The pointer to the Castor file is stored in DAQ Logbook. | - | no | - | ||||||||||||||||
| 2 | Pedestal | 4 By - one value per pad | 2.40E+06[3] | 4.46E+08[4] | run | DAQ or HLT (+Offline check) | yes ? (Roland, Marian) | Dedicated run (with pedestal) | 101 black events | subevent (DAQ) | DAQ or HLT FES / OCDB | yes | algorithm - rec usage - rec | ||||||||||||||||
| 3 | Noise | 4 By - one value per pad | 2.40E+06[5] | run | DAQ or HLT (+Offline check) | yes ? (Roland, Marian) | Dedicated run (with pedestal) | 102 black events | DAQ or HLT FES / OCDB | yes | algorithm - rec usage - rec | ||||||||||||||||||
| 4 | Gain calibration of electronics | 4 B/channel | 2.40E+06 | LHC period | yes ? (Roland, Marian) | Pulser run | - | subevent (DAQ) | DAQ FES/ OCDB | yes | |||||||||||||||||||
| 5 | Timing alignment of electronics | 4B/channel | 2.40E+06 | DAQ/HLT(Offline check of algorithm) | Dedicated run (with pedestals) | 100 black events | sub-event | DAQ/HLT FES/ OCDB | yes | usaage -rec 01.09.06 | |||||||||||||||||||
| 6 | Gain calibration-per pad or per group | 4 B/channel | 2.40E+06 | 4.46E+08[6] | month | Offline | yes ? (Roland, Marian) | physics run | 1e6 pp events (minimal) 1e8 pp events | - | OCDB | yes | usage: sim and rec | ||||||||||||||||
| 2.40E+06 | Offline | physisc run | 1e4 pp events | - | OCDB | yes | usage: sim and rec | ||||||||||||||||||||||
| 7 | Tail cancellation (CoG change) | 4Bx6(Parameters) | [7] | 1.30E+07[8] | Rare | Offline | Physics run (Black events) | selected pulses out of 10M pp events (100TB) | OCDB | yes | Not needed for reconstruction. CoG might be needed, but not yet clear | ||||||||||||||||||
| DCS values | |||||||||||||||||||||||||||||
| 6 | Temperature probes | 8B/channel | 1.00E+06[9] | DCS update frequency ~0.1 Hz | minute ( defined by deadband in compression ) | DCS | 30/10/06 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||
| 7 | Temperature probes (FEC) | 8B/channel | 1.00E+06[10] | DCS update frequency ~0.1 Hz | 10 minutes ( defined by deadband in compression ) | DCS | 30/10/07 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||
| 8 | Pressure | 4By atmospheric pressure + 4By overpresure | 1.00E+04[11] | DCS update frequency ~0.1 Hz | 10 s ( defined by deadband in compression ) | DCS | 30/10/08 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||
| 9 | Drift velocity monitor (Goofie) | 8By | 200[12] | - | 20 minutes | DCS | 30/10/09 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||
| 10 | Gas gain 0, 1 (Goofie) | 8By | 400[13] | - | DCS | 30/10/10 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | ||||||||||||||||
| 11 | Gas composition (Goofie) | 8By (CO2 and N) | 400[14] | - | DCS | 30/10/11 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | ||||||||||||||||
| 12 | Gas composition (Analyzer) | 8By (O2, H2O and CO2) | 600[15] | - | DCS | 30/10/12 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | ||||||||||||||||
| 13 | Chamber - HV (Current) | 8By | 5.00E+05[16] | DCS | 30/10/13 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||||
| 14 | Chamber - HV (Voltages) | 8By | 5.00E+04[17] | DCS | 30/10/14 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||||
| 15 | Drift - VHV (Current) | 8By | 2.00E+03[18] | DCS | 30/10/15 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||||
| 16 | Drift - VHV (Voltages) | 8By | 200[19] | DCS | 30/10/16 | - | - | - | DCS ArchiveDB/OCDB | yes | 01.05.07 | 4 | |||||||||||||||||
| Data stream and event trailer | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | Moving average & zero suppression state ON/OFF | 1 | - | Rare | Event trailer | Dedicated run | 1-10 black events | sub-event | - | yes | - | ||||||||||||||||||
| 2 | ALTRO frequency | 1 value/detector | - | - | Rare | Event trailer | - | - | - | - | yes | - | |||||||||||||||||
| 3 | ALTRO acquisition window | - | - | pp/HI | Event trailer | - | - | - | - | yes | - | ||||||||||||||||||
| state pp/HI | 1 value/detector | 1 | - | pp/HI | Event trailer | - | - | - | - | yes | - | ||||||||||||||||||
| 4 | Active channel list | - | - | - | - | Data stream | - | - | - | - | yes | - | |||||||||||||||||
| Space point corrections | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | Drift velocity map | 1.00E+06 | Rare | Offline | - | - | - | - | |||||||||||||||||||||
| 2 | ExB map | 1.00E+06 | Rare | Offline | Dedicated runs with laser for various value of B | ||||||||||||||||||||||||
| 3 | Space charge map | 2.00E+06 | Offline | ||||||||||||||||||||||||||
| 2.04E+07 | 1.61E+09 | ||||||||||||||||||||||||||||
| TPC calibration | |||||||||||||||||||||||||||||
| Raw DATA volume: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Black event : | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of pads x number of time bins x 10 bit | |||||||||||||||||||||||||||||
| 557568x1Kx10b ==> 700 MB | |||||||||||||||||||||||||||||
| Zero suppressed event: | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 MBy (pile-up of 5 events – ALICE Computing TDR) | |||||||||||||||||||||||||||||
| …. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Events per year ~ 10^9 pp | |||||||||||||||||||||||||||||
| Size of histograms pad x pad calibration : | |||||||||||||||||||||||||||||
| 557568 pads x 100 bins (non equidistant binning) x 2By ~ 111 MBy | |||||||||||||||||||||||||||||
| Histograms stored in CDB | |||||||||||||||||||||||||||||
| Calibration per pad: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents x Ntracks x Nrows/Npads = X | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents – Number of events to get statistic X for pad calibration | |||||||||||||||||||||||||||||
| Ntracks – number of tracks per event – for pp ~ 8 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nrows - number of rows per track ~ 150 | |||||||||||||||||||||||||||||
| X - required statistic per pad calibration | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents = X x (Npads/ (Ntracks*Nrows)) ~ X x 500 | |||||||||||||||||||||||||||||
| --------------------------------------------------------------- | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents x Ntracks /(Npadsmax*NSector) = X | |||||||||||||||||||||||||||||
| Npadsmax – maximal number of pads per row ~ 140 | |||||||||||||||||||||||||||||
| NSectors - 36 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents = X x (Npadsmax*NSector/Ntracks) ~ X x 630 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Calibration per bin (pad – pad row grouping): | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents x Ntracks x Nrows / (Nbinspad x Nbinspadrow x Nsectors) = X | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nbinspad ~ 10 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nbinsrow ~ 10 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nsectors 72 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Nevents = X x (Nbinspad x Nbinspadrow x Nsectors)/ (Ntracks x Nrows) ~ X x 6 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Gain Calibration (pad by pad): | |||||||||||||||||||||||||||||
| Needed statistic determined by required precision of gain calibration ~ relative uncertainty 3 sigma ~ 1 % | |||||||||||||||||||||||||||||
| Lwidth - Relative width (sigma) of landau distribution ~ 30 % | |||||||||||||||||||||||||||||
| W = Lwidth/sqrt(X) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of points in histogram X ~ 1000 Landau distribution of amplitudes | |||||||||||||||||||||||||||||
| Minimal Required number of events ~ 0.5 x10^6 pp events | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source : OFFLINE, HLT (?) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Algrithm: | |||||||||||||||||||||||||||||
| OFFLINE histograming of normalized amplitude spectra (Normalization to the track length). Postprocessing of ESD files after reconstruction. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Gain calibration with Kr, another possibility. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Calibration of parameters for tail cancellation: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Needed statistic determined by required precision of gain calibration ~ 5 % -W | |||||||||||||||||||||||||||||
| Pwidth - Relative width of Gaussian distribution ~ 20 % but + outliers | |||||||||||||||||||||||||||||
| W = Pwidth/sqrt(X) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of points in histogram X ~ 50 (Gaussian distribution of values) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Cuttof factor - only signal over threshold ~ 150 ADC ~ 20 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Pad by pad: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Required number of events ~ 0.5 x10^6 pp black events | |||||||||||||||||||||||||||||
| Data volume to process ~ 10^3 TBy | |||||||||||||||||||||||||||||
| Pad grouping: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Required number of events ~ 0.5 x10^4 pp black events | |||||||||||||||||||||||||||||
| Data volume to procces ~ 10 TBy | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source : OFFLINE | |||||||||||||||||||||||||||||
| Neccesity of pad- by pad calibration will be tested during TPC commisioing with laser pulse. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Defualt approach – calibration for group of pads | |||||||||||||||||||||||||||||
| Algorithm: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: year (voltage setting, gas mixture) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Sim rec - NO | |||||||||||||||||||||||||||||
| DCS values: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Array of pair of time stamps, values | |||||||||||||||||||||||||||||
| Maximal writing rate : 1 Hz, precision of time stamp value -1 s | |||||||||||||||||||||||||||||
| Reading rate from DCS database: ~ 1000 values per second | |||||||||||||||||||||||||||||
| Data size: 8 Bytes per entry pair (time stamp, value) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: Defined by interpolation precision – deadband in DCS, highest frequency ~ 1 Hz. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband defined as critical change of the current measured value in respect with previously stored one. | |||||||||||||||||||||||||||||
| CDB storage: Graph of DCS values (value, time stamp), respectively fitted values (linear or parabolic fit for a range of time) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Temperature probes: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: Required precision ~ 0.05 C, The accuracy of temperature measurement ~ 0.05 C | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: | |||||||||||||||||||||||||||||
| 10 s update frequency in DCS (minimum is 5 second) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 minutes for offline | |||||||||||||||||||||||||||||
| 500 channels - No deadband used. Old/New comparison (exact matching). | |||||||||||||||||||||||||||||
| 5 sensors for chamber x 36 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 6x 18 – outer cylinder | |||||||||||||||||||||||||||||
| 6 x 2 + inner cylinder | |||||||||||||||||||||||||||||
| 2 x 12 - conical section | |||||||||||||||||||||||||||||
| 44 - inside conical volume | |||||||||||||||||||||||||||||
| 4500 FEC channels: Deadband precision ~ 0.1 C | |||||||||||||||||||||||||||||
| Depends on the resolution of temperature sensors and on the variation of temperature during day. Day variation, switch on-off detector electronic (~ 1 degree ?). To be compressed (fitted) on minute level in Shuttle. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source: (DCS Archive DB) temperature probes | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of channels (sensors): ~ 4500 FEC and ~ 500 distributed on the surface of detector. | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume per run: 5000(sensors) x 4 (hours) x 60 (minutes) x 8 Bytes (9MBy) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Reading time from DCS: 20 min | |||||||||||||||||||||||||||||
| Pressure probes: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: Defined by required precision of drift velocity correction, and gas gain correction ~ 0.1 mbar | |||||||||||||||||||||||||||||
| Wd ~ E/p | |||||||||||||||||||||||||||||
| Townsend coefficient alpha = f(E/p) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Typical variation of gain ~ -0.3 % per mbar | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: 0.1 mbar | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: Defined by deadband value and by variation during day (~ 15 mbar), minimum ~ 10 s | |||||||||||||||||||||||||||||
| DCS - defined only by deadband value 0.1 mbar | |||||||||||||||||||||||||||||
| Offline – combination of deadband around linear fit | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source: DCS, pressure probes | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of channels: 2 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 1 – atmospheric pressure | |||||||||||||||||||||||||||||
| 2. - overpressure | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume: ~ kBy per run | |||||||||||||||||||||||||||||
| Reading time from DCS: bellow 1 s | |||||||||||||||||||||||||||||
| GAS composition & Drift velocity monitor: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Analysers: CO2: 0.1% deadband, update frequency according to this. | |||||||||||||||||||||||||||||
| O2, H2O: 1 ppm deadband | |||||||||||||||||||||||||||||
| Goofie: Update frequency: ~20 min | |||||||||||||||||||||||||||||
| Values: Vd, Gain1, Gain2, CO2, N2, Pressure, Temp, Time stamp. | |||||||||||||||||||||||||||||
| No deadband – | |||||||||||||||||||||||||||||
| Vd - precision ~0.05% | |||||||||||||||||||||||||||||
| Gain1 and Gain2 ~ 0.1 % | |||||||||||||||||||||||||||||
| Co2 and Nitrogen content calculated form vd and Gain (corrected for pressure and temperature) precission ~ 0.1 % | |||||||||||||||||||||||||||||
| DCS - not yet connected | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of channels: 1 - CO2 content – CO2 analyzer | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: relative 10^-4 – too optimistic – what is the resolution? | |||||||||||||||||||||||||||||
| I will put there +-3 sigma of resolution | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume: ~ kBy | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume: ~ kBy | |||||||||||||||||||||||||||||
| High voltage (HV - ISEG): | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source: DCS | |||||||||||||||||||||||||||||
| OFFLINE usage: monitoring | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of channels: three per sector | |||||||||||||||||||||||||||||
| Dead band value: | |||||||||||||||||||||||||||||
| New value on change, Frequency 1 Hz | |||||||||||||||||||||||||||||
| Required precision | |||||||||||||||||||||||||||||
| Voltage: minimum step of power supply ~ 0.5 Volt | |||||||||||||||||||||||||||||
| Current: ~ resolution 4 nA | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: voltage ~ run | |||||||||||||||||||||||||||||
| Current ~ ? | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of samples * Nchannels | |||||||||||||||||||||||||||||
| Very High voltage (VHV): | |||||||||||||||||||||||||||||
| Source: DCS (Joachim) - Heinzinger | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of channels: 1 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Deadband value: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Measured precision ~ 10 bits ? | |||||||||||||||||||||||||||||
| Required precision | |||||||||||||||||||||||||||||
| Voltage: relative change (reproducibility) ~ 10 ^-3 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Stability ~ 10^-5 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Mesurement ~ 10^-4 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Current: relative change ~ 0.01 | |||||||||||||||||||||||||||||
| Update frequency: voltage ~ run | |||||||||||||||||||||||||||||
| Current | |||||||||||||||||||||||||||||
| Expected data volume: | |||||||||||||||||||||||||||||
| Number of samples * Nchannels | |||||||||||||||||||||||||||||