... es sieht so aus, dass es kein open-collector ist, weil er impulse mit einer Spannung von 2,7V rausgibt (gegen Masse gemessen).
Was für eine Treiberstufe ist das, und wie baut man sowas auf?
Was das für ein Ausgang ist, kann ich nicht sagen. Evtl. push-pull.

Probier mal, einen Transistor BC546B in Emitterschaltung an den Ausgang zu hängen. Basiswiderstand: 22kOhm (Probierwert).
Den uC-Pullup würde ich eingeschaltet lassen, oder dem Transistor noch einen 10k Pullup am Kollektor (PD2) spendieren.

Gruß Dirk